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工程与电子系，技术学院，阿布贝克尔贝勒凯德大学，阿尔及利亚，特莱姆森 doi:10.15199/48.2024.10.23 数字
工程和电子系，阿布贝克尔贝尔卡德大学技术学院，阿尔及利亚特莱姆森 doi:10.15199/48.2024.10.23 基于 AlGaN/GaN/AlGaN 的 UV LED 单量子阱数值模拟 摘要。发光二极管 (LED) 等光源是制造更坚固、转换效率更高、更环保的灯具的良好解决方案。这项工作的目的是使用 SILVACO 软件研究和模拟夹在两层之间（分别为 p 掺杂和 n 掺杂的 AlGaN）的单个 GaN 量子阱的紫外发光二极管。通过这种模拟，我们可以提取 LED 的不同特性，例如电流-电压 (IV) 特性、发射光功率、自发辐射率、辐射复合、俄歇复合、肖克利-里德-霍尔复合、光增益、光通量、光谱功率密度、整体效率。这些模拟使我们能够提取基于 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的单量子阱紫外发光二极管的电学和光学特性，并检查其性能。光学器件、发光二极管 (LED)、双色灯和发光二极管przyjaznych dla środowiska。 Celem tej pracy 开玩笑 zbadanie i symulacja diody elektroluminescencyjnej ultrafioletowej z pojedynczą Studnią kwantową GaN umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami; odpowiednio p 掺杂 in n 掺杂 AlGaN， przy użyciu oprogramowania SILVACO。此 symulacja pozwoliła nam wyodrębnić różne charakterystyki diody LED、takie jak charakterystyka prądowo-napięciowa (IV)、moc emitowanego światła、szybkość emisji spontanicznej、rekombinacja radiacyjna、重新组合 Augera、重新组合 Shockleya-Reada-Halla、wzmocnienie optyczne、strumień świetlny、gęstość widmowa mocy、ogólna wydajność。该符号与 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 和 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的其他器件有关。 ( Numeryczna symulacja pojedynczej Studni kwantowej diody UV LED na bazie AlGaN/GaN/AlGaN) 关键词：GaN、AlGaN、紫外发光二极管、silvaco Tcad。 Słowa kluczowe：GaN、AlGaN、二极管发射器、UV、silvaco Tcad。简介 基于氮化镓 (GaN) 的固态照明技术彻底改变了半导体行业。 GaN 技术在减少世界能源需求和减少碳足迹方面发挥了至关重要的作用。根据报告，2018 年全球照明需求减少了约 13% 的总能源消耗。美国能源部估计，到 2025 年，明亮的白色 LED 光源可以减少 29% 的照明能耗。近十年来，全球的研究人员致力于 III-N 材料研究，以改进现有技术并突破 III-V 领域的极限。现在，随着最近的发展，GaN 不仅限于照明，最新创新还推动了微型 LED、激光投影和点光源的发展。这些发展将 GaN 推向了显示技术领域。基于 GaN 的微型 LED 的小型化和硅上 GaN 的集成推动了其在快速响应光子集成电路 (IC) 中的应用。将详细讨论 GaN LED 领域的大多数最新进展 [1] III 族氮化物 (GaN、AlN 和 InN) 及其合金因其优异的物理性能和在恶劣环境条件下的稳定性而被认为是各种光电应用中最有前途的半导体材料 [2, 3, 4]。如今，基于 III 族氮化物的发光二极管 (LED) 因其效率高、功耗低、寿命比荧光灯和白炽灯长而被广泛应用于世界各地的固态照明 (SSL) 应用 [5, 6]。LED 是一种更有前途的低功耗光源，可取代传统的荧光灯。除 LED 外，基于 III 族氮化物的激光二极管 (LD)、高功率电子器件、光电探测器等也是其他扩展的光电应用，这些应用也已得到展示 [7, 8]。这项工作包括对基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟，在本文中，我们展示了所研究 LED 的模拟结果以及它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟，在本文中，我们展示了所研究 LED 的模拟结果，并展示了它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟，在本文中，我们展示了所研究 LED 的模拟结果，并展示了它们的电气和光学特性。
S 波段脉冲射频操作期间功率 GaN-HEMT 的可靠性和故障分析
本文报告了两项 AlGaN / GaN 高电子迁移率晶体管 (AlGaN / GaN HEMT) 技术（器件“A”和器件“B”）的可靠性研究。对雷达应用的实际工作条件下承受应力的器件进行了故障分析研究。这些器件经过脉冲射频长期老化测试，11000 小时后射频和直流性能下降（漏极电流和射频输出功率下降、夹断偏移、跨导最大值下降、跨导横向平移以及栅极滞后和漏极滞后增加）。热电子效应被认为是钝化层或 GaN 层中观察到的退化和捕获现象的根源。光子发射显微镜 (PEM)、光束诱导电阻变化 (OBIRCH)、电子束诱导电流 (EBIC) 测量与这一假设一致。这三种技术揭示了沿栅极指状物的非均匀响应和不均匀分布，此外，在漏极侧或源极侧的栅极边缘上存在一些局部斑点。对这些斑点进行光谱 PEM 分析可识别出可能与位错或杂质等晶体缺陷有关的原生缺陷。对 AlGaN / GaN HEMT 的两种技术进行的原子探针断层扫描 (APT) 分析支持了这一假设。APT 结果显示存在一些化学杂质，如碳和氧。这些杂质在器件“A”中的浓度相对较高，这可以解释与器件“B”相比，该器件的栅极滞后和漏极滞后水平较高。
氮化镓高电子迁移率晶体管的物理失效分析技术研究进展
Figure 12.1540-MeV 209Bi ion irradiation 1.7 × 10 11 ions/cm 2 TEM images of AlGaN/GaN HEMT devices: (a) Gate region cross-section; (b) The orbital image of the heterojunction region shown in Figure (a); (c) The image shown in Figure (a) has a depth of approximately 500 nm; (d) Traces formed at the drain; (e) As shown in Figure (d), the trajectory appears at a depth of ap- proximately 500 nm [48] 图 12.1540-MeV 209Bi 离子辐照 1.7 × 10 11 ions/cm 2 的 AlGaN/GaN HEMT 器件的 TEM 图像： (a) 栅极区域截面； (b) 图 (a) 所示异质结区域轨道图 像； (c) 图 (a) 所示深度约 500 nm 图像； (d) 在漏极形成的痕迹； (e) 如图 (d) 所示，轨迹出现在深度约 500 nm 处 [48]
AlN/GaN/AlN 高电子器件中 94 GHz 时为 2.2 W/mm
通过AlGaN/GaN/InGaN结构实现8 W mm 1，通过N极性GaN HEMT实现94 GHz时8 W mm 1 [3]。这些结果对于商业（5G及以上、汽车雷达）和国防（SATCOM、雷达）应用越来越重要，所有这些应用都在向毫米波频率范围（30 – 300 GHz）推进。为了进一步提高GaN HEMT的优势，我们的研究小组在氮化铝（AlN）缓冲层上引入了HEMT。[4 – 6]通过用AlN替换AlGaN顶部势垒并用AlN替换典型的GaN缓冲层，AlN/GaN/AlN异质结构具有更高的热导率、改善了薄GaN通道（<30nm）的载流子限制，并且与其他传统顶部势垒材料（如AlGaN或InAlN）相比，顶部势垒具有出色的垂直可扩展性。其他研究小组也展示了基于AlN 的器件的有希望的结果，包括基于AlN 衬底的HEMT，在X 波段实现15 W mm 1 [7] ，AlN 缓冲区击穿功率为 5 MV cm 1 [8] 。已经展示了使用AlN 顶部势垒的HEMT，包括GaN HEMT 记录f T = f max 为454/444 GHz，[9 – 11] PAE 为27% ，相关输出功率为1.3 W的W 波段功率放大器，[12] 噪声系数小于2的K a 波段低噪声放大器，[13] 以及40 GHz 时为4.5 W mm 1 [14] 。所有这些器件都基于AlN/GaN/AlGaN 异质结构。 AlN/GaN HEMT 已显示出 Ga 极性 HEMT 在 W 波段的创纪录输出功率，在 94 GHz 时 P out ¼ 4 W mm 1。[15] 除了射频 (RF) HEMT 之外，氮化铝还具有单片集成大电流 GaN/AlN p 型场效应晶体管 (pFET) [16 – 18] 和晶体 AlN 体声波滤波器 [19] 的潜力，这两者都是通过 AlN 缓冲层实现的。SiC 衬底以衬底集成波导 (SIW) 和天线的形式实现了进一步的集成。[20] 这种集成生态系统被称为 AlN 平台，使高功率氮化物互补金属氧化物半导体 (CMOS)、RF 滤波器、单片微波集成电路 (MMIC) 以及 RF 波导和天线共存于一个单片芯片上。[21]
研究基于钒的欧姆触点的横向扩散
氮化铝（Algan）是紫外发光光子设备开发的一种材料。基于钒的金属堆栈是与N型Algan形成欧姆接触的流行方法。但是，这些金属堆栈必须退火至600°C以上的温度[6]，以形成VN，在此期间，欧姆接触堆栈中的金属可以横向散布和短图案设备。这项研究的目的是确定将V/al/ni/au堆栈的横向扩散最小化的退火条件，并研究退火下的这些堆栈的行为。金属堆栈在8×8毫米硅（SI）块上图案化，并在不同的温度和时间上退火。退火条件的“安全区域”并未确定设备。通过C-TLM结构的扫描电子显微镜（SEM）图像确定扩散量。我们还观察到退火下的Ni的“弹力”可能是由于其高表面能。在以后的研究中，这种观察结果激发了将Ni切换为具有较低表面能量的金属。
母校StudiorumUniversitàdiBologna Archivio ...
摘要 - 在本文中，我们对在长期外国家应力下具有p-gan栅极的gan-on-on-si功率hemt中发生的时间依赖性排水崩溃进行了广泛的研究。尤其是，研究了由高温偏移应力引起的时间依赖性分解，这是不同过程和结构变化的函数。主要结果表明，通过改变门对距离距离（L GD）和场板配置，故障的物理位置也会发生变化。如果L GD相对较短（3 µm），则会通过排水和源之间的GAN通道层发生时间分解。在这种情况下，较薄的GAN层显着改善了长期偏离应力的稳健性。如果L GD相对长（≥4µm），则故障发生在二维电子气体（2DEG）和源场板之间。在第二种情况下，GAN层的厚度和L GD对时间依赖性分解没有显着影响，而可以优化场板长度以减少暴露于高电场的面积，因此限制了故障的可能性。最后，也已经分析了Algan屏障层的作用。如果L GD = 3 µm，则首选较薄的α层，而如果LGD≥4µm，则较低的铝含量的较厚层会增加较长的时间，以使较长的时间在未稳定应力下分解。
通过在离子注入掺杂的 4H-SiC 上脉冲激光沉积 MoS2 制备高度均匀的 2D/3D 异质结二极管
诸如厚度相关的带隙，这对于硅以外的超大规模数字电子学、光电子学和能源应用具有吸引力。 [1] TMD 的无悬挂键结构为实现高质量范德华异质结构与块体半导体提供了独特的可能性，从而实现利用界面电流传输的先进异质结器件。 [2–5] 特别是，单层或几层 MoS 2 与宽带隙半导体（如 III 族氮化物（GaN、AlN 和 AlGaN 合金）和 4H-SiC）的集成，目前在光电子学（例如，用于实现覆盖可见光和紫外光谱范围的高响应度双波段光电探测器）[6–11] 和电子学（例如，用于实现异质结二极管，包括带间隧道二极管）中越来越受到关注。 [12–17]
高度均匀的2D/3D异质结二极管通过MOS2的脉冲激光沉积在离子植入掺杂的4H -SIC
，例如厚度依赖性带隙，对硅，光电子和能量应用以外的超缩放数字电子设备具有吸引力。[1] TMD的悬挂式无键结构提供了具有散装半导体的高质量范德华异质结构的独特可能性，用于实施高级异质结构设备，利用界面处利用当前的运输。[2-5]尤其是，单层或几层MOS 2与宽带gap半导管的整合，例如III III氮化物（GAN，ALN和ALGAN ALLOYS）和4H-SIC，目前是越来越多的兴趣的对象（例如，对于高反应性双音群的现象，都可以提高兴趣的对象紫外线），[6-11]和电子设备（例如，用于实现异缝二极管，包括带对带隧道二极管的二极管）。[12–17]
特刊
自从 1981 年 Mimura 博士展示出第一个高电子迁移率晶体管 (HEMT) 以来，HEMT 得到了迅速发展，并在不同的材料系统中商业化，用于各种应用。在早期开发阶段，基于 AlGaAs/GaAs、GaAs/InGaAs 和 InP 的 HEMT 被广泛应用于高速电子通信应用中，具有出色的噪声和功率性能。GaN HEMT 的发展为更多应用打开了大门，例如电力电子、毫米波频率系统、生物传感和抗辐射电子。最近，基于 AlGaN 和 Ga2O3 的超宽带隙材料 HEMT 已被引入并显示出令人鼓舞的结果。本期特刊将介绍创新的 HEMT 设备、基于 HEMT 技术的应用、HEMT 相关材料研究，包括外延生长、材料特性和制造技术以及 HEMT 模拟。
采购、技术和物流代理
实现高密度电流、轴向晶体技术、提高输出性能的轴向晶体技术。关于“减轻结构发热影响的高散热技术”的三大要素技术。我们就是从这个时候开始进行基础研究的。在该计划的最后一年，结合了基本技术来演示一种设备，其目标是使产量比传统技术增加一倍。 结果，我们完成了图1所示的所有开发项目，并创建了结合了各种基本技术（例如使用金刚石基板的散热技术）的原型设备（图2）。此外，我们还演示了功率放大器在超过传统 AlGaN/GaN-HEMT 结构的电压下运行，并实现了约传统结构三倍的创新输出密度。 此外，在这项研究中，我们利用 In 基 HEMT（高电子迁移率晶体管）结构展示了毫米波和微波频段的世界最高输出密度。