适用于高可靠性应用的高压 GaN HEMT 现提供 15 A 和 30 A 低电流版本 加利福尼亚州米尔皮塔斯 – 2021 年 1 月 6 日 – Teledyne e2v HiRel 正在为其基于 GaN Systems 技术的业界领先的 650 伏高功率产品系列添加两款新型加固型 GaN 功率 HEMT(高电子迁移率晶体管)。两款新型高功率 HEMT TDG650E30B 和 TDG650E15B 分别提供 30 安和 15 安的低电流性能,而去年推出的原始 650 V TDG650E60 可提供 60 A 的电流。这些 650 V GaN HEMT 是市场上可用于要求高可靠性的军事、航空电子和太空应用的最高电压 GaN 功率器件。它们非常适合电源、电机控制和半桥拓扑等应用。它们采用底部冷却配置,具有超低 FOM Island Technology® 芯片、低电感 GaNPX® 封装、>100 MHz 的超高频开关、快速且可控的下降和上升时间、反向电流能力等。Teledyne e2v HiRel 业务开发副总裁 Mont Taylor 表示:“我们很高兴继续为太空等需要最高可靠性的应用推出 650 V 系列高功率 GaN HEMT。我们相信,这些新器件的较小尺寸封装将真正使客户受益于设计最高功率密度项目。”TDG650E15B 和 TDG650E30B 都是增强型硅基 GaN 功率晶体管,可实现大电流、高击穿电压和高开关频率,同时为高功率应用提供非常低的结到外壳热阻。氮化镓器件已经彻底改变了其他行业的电源转换,现在采用耐辐射的塑料封装,经过严格的可靠性和电气测试,以确保关键任务的成功。这些新型 GaN HEMT 的发布为客户提供了关键航空航天和国防电源应用所需的效率、尺寸和功率密度优势。对于所有产品线,Teledyne e2v HiRel 都会针对最高可靠性应用进行最严格的认证和测试。对于功率器件,此测试包括硫酸测试、高海拔模拟、动态老化、高达 175°C 环境温度的阶跃应力、9 伏栅极电压和全温度测试。与碳化硅 (SiC) 器件不同,这两种器件可以轻松并联实现,以增加负载电流或降低有效 RDSon。这两种新器件现在都可以订购和立即购买。
砷化甘氨酸(GAAS)是具有高饱和电子速度和高电子迁移率的III-V化合物半导体材料,其电气性能远高于硅材料,该材料已广泛用于高频设备中[5]。GAAS的HEMT正在成为RF组件的最有希望的候选者,例如下一代商业无线通信系统的低噪声或功率放大器[7]。随着新的外延技术和纳米门光刻的开发,基于20 nm GAAS的HEMT设备的最大振荡频率(F MAX)达到了1270 GHz [8]。此外,最大的可用GAAS晶圆可能高达6英寸,这可以降低设备制造成本并进一步促进基于GAA的HEMT设备的广泛使用[5]。但是,当设备应用于各种产品时,可靠性将成为必须解决的最明显问题之一。崩溃电压不仅是影响可靠性的重要因素之一,而且是设备在高功率中的应用。
4.1 简介 ................................................................................................................ 58 4.2 最先进的氮化镓衬底 ................................................................................ 59 4.2.1 块状单晶 GaN 衬底 ........................................................................ 59 4.2.2 异质衬底上的 GaN:蓝宝石和碳化硅 ........................................................ 61 4.2.3 硅衬底上 GaN 技术与块状硅和绝缘体上硅 (SOI) 衬底的集成 ............................................................................................................................. 63 4.3 SOI 和块状 Si 衬底上 AlGaN/GaN 异质结构的生长和特性 ............................................................................................................. 66 4.3.1 实验细节 ........................................................................................................ 66 4.3.2 AlGaN/GaN 异质结构的生长 ............................................................................................. 66 4.3.3 结果与讨论 ............................................................................................................. 69 4.4 制备和特性体硅和 SOI 衬底上的 HEMT ...................................................................................... 78 4.4.1 实验细节 ...................................................................................................... 78 4.4.2 AlGaN/GaN HEMT 电气特性 ...................................................................... 78 4.4.3 使用微拉曼分析探测 AlGaN/GaN HEMT 通道温度 ............................................................................................................. 82 4.5 章节摘要 ............................................................................................................. 96
阈值电压不稳定很大程度上被归因于 p-GaN/AlGaN 堆栈中存在的两种竞争机制,即空穴和电子捕获,分别导致负和正的 V TH 偏移 [3-9]。其中一种机制的盛行程度可能取决于栅极偏压和温度 [3]、技术种类 [11] 以及应力 / 表征时间 [12]。总体而言,来自栅极金属的空穴注入和 / 或高场耗尽肖特基结中的碰撞电离已被确定为导致 V TH 不稳定的此类现象的根本原因。提出了一些工艺优化措施,例如降低栅极金属附近 p-GaN 层中的活性镁掺杂浓度 [11]、降低 AlGaN 势垒中的铝含量 [3] 以及优化 p-GaN 侧壁的蚀刻和钝化 [10],以限制正向栅极应力下的负和正 V TH 偏移。
Maxscend TAM 模块和用于前端和连接的 RF 组件(PA 模块、接收模块、Wi-Fi 和连接模块、AiP 模块、分立滤波器、双工器、开关和 LNA)、蓝牙 LE Metanoia Communications Inc. 5G 芯片组、MT3812-射频集成电路、MT2812-可编程基带 SoC 单片电源系统 (MPS) 电源模块、DC/DC 转换器、AC/DC 转换器、汽车电源管理、电机驱动器、传感器、LED 照明 Morita-Tech 天线、屏蔽盒、5G mmWave 和 Sub-6 测试设备 Neoton Optronics Corporation HV GaN HEMT、LV GaN HEMT、设计支持、栅极驱动器/控制器
本研究主要集中于使用量子理论对低温 InP HEMT 高频电路进行分析,以发现晶体管非线性如何影响所产生模式的量子关联。首先,推导出电路的总哈密顿量,并使用海森堡-朗之万方程检查所贡献运动的动力学方程。利用非线性哈密顿量,将一些组件附加到 InP HEMT 的本征内部电路,以充分解决电路特性。附加的组件是由于非线性效应而产生的。结果,理论计算表明,电路中产生的状态是混合的,没有产生纯态。因此,修改后的电路产生双模压缩热态,这意味着可以专注于计算高斯量子不和谐来评估量子关联。还发现非线性因素(称为电路中的非线性分量)可以强烈影响改变量子不和谐的压缩热态。最后,作为主要观点,得出结论,虽然可以通过设计非线性分量来增强模式之间的量子关联;然而,由于 InP HEMT 的运行温度为 4.2 K,因此实现大于 1 的量子不和谐、纠缠微波光子似乎是一项具有挑战性的任务。
AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 结构具有出色的电气和材料特性,使其成为制造高性能紫外光电探测器 (UV PD) 的理想选择,尤其是使用金属-半导体-金属 (MSM) 配置时。然而,MSM 设计的金属布局和多堆栈 HEMT 中的晶体缺陷会降低光电流并降低器件性能。具有不同纳米特征的 AlGaN/GaN 表面纳米结构化是一种很有前途的方法,可以提高光吸收效率并增加器件响应。在这项工作中,我们展示了通过使用周期性纳米孔阵列设计表面来增强性能参数的 AlGaN/GaN HEMT MSM 紫外光电探测器。光学模拟用于优化纳米孔周期性和深度的设计。我们制造了具有不同纳米孔深度的无图案化和纳米孔图案化器件,并且随着纳米孔的加入,它们的性能得到了显着增强。具有 40 nm 深纳米孔和 230 nm 阵列周期的器件在光电流 (0.15 mA)、响应度 (1.4 × 10 5 AW − 1 )、紫外/可见光抑制比 (≈ 10 3 ) 和比探测率 (4.9 × 10 14 Jones) 方面表现出最高的性能。这些发现提出了一种与 HEMT 兼容的策略来增强紫外光电探测器在电力光电应用中的性能,突出表明纳米孔图案化对于紫外光电检测技术的进步具有良好的前景。
图3给出了不同AlN间隔层厚度下二维电子气密度的变化。间隔层厚度越高,片状电荷密度(ns)越好,在0.5nm~2nm之间与AlN间隔层厚度几乎呈线性关系。电子密度的增加是由于压电和自发极化的影响。由于明显的极化效应,AlN间隔层可能引起偶极散射增加,结果二维电子气迁移率下降。在此临界厚度以下,间隔层增强了导带位移,有效降低了波函数对AlN势垒的穿透,从而降低了合金无序扩散的影响。电子片密度为1.81×1013cm-2,与[15]中计算的1nm AlN层电子片密度大致相同。
研究了功率 AlGaN/GaN HEMT 系列的击穿失效机制。这些器件采用市售的 MMIC/RF 技术与半绝缘 SiC 衬底制造。在 425 K 下进行 10 分钟热退火后,对晶体管进行了随温度变化的电气特性测量。发现没有场板的器件的击穿性能下降,负温度系数为 0.113 V/K。还发现击穿电压是栅极长度的减函数。在漏极电压应力测试期间,栅极电流与漏极电流同时增加。这表明从栅极到 2-DEG 区域的直接漏电流路径的可能性很大。漏电流是由原生和生成的陷阱/缺陷主导的栅极隧穿以及从栅极注入到沟道的热电子共同造成的。带场板的器件击穿电压从 40 V(无场板)提高到 138 V,负温度系数更低。对于场板长度为 1.6 l m 的器件,温度系数为 0.065 V/K。2011 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
22. “高阻抗、低耗散和超低噪声 HEMT 1K 前端电子器件和读出器,用于未来 RICOCHET 实验的 Cry-oCube 探测器阵列” Jean-Baptiste Filippini - IP2I/IN2P3/CNRS