过去几年中,砷化镓 (GaAs) 晶体管和集成电路在太空和军事领域的应用大大扩展。开发这种化合物半导体的主要原因是 GaAs 器件可以在更高频率下工作,并且比硅器件具有更高的抗辐射能力。然而,目前硅技术在可靠性方面仍然占有相当大的领先地位。硅优越可靠性的基础是与生俱来的,在于其氧化物的性质,这种氧化物可以在受控条件下生长,并具有更好的保护性能。不幸的是,GaAs 的氧化物不具备这些品质。我们对市售 GaAs 信号晶体管进行可靠性研究的目的是独立评估它们在星载射频 (RF) 系统(如 X 波段发射器和 S 波段信标接收器)中的使用成熟度。具体来说,在本文中,我们报告了对高电子迁移率晶体管 (HEMT)、信号金属半导体场效应晶体管 (MESFE T)、功率 MESFET 和数字过程控制监控设备的评估。为了帮助读者理解 GaAs 技术,
本文介绍了用于空间数据链路应用的 GaAs 行波电光调制器阵列的设计注意事项。调制器设计的核心是低损耗折叠光学配置,可在设备的一端提供直接的直线射频 (RF) 接入,而所有光纤端口均位于另一端。此配置是多通道应用所需的密集单片调制器阵列的关键推动因素。它还可以实现更紧凑的封装、改进的光纤处理,并通过消除 RF 馈电装置中的方向变化来实现高调制带宽和低纹波。单个 Mach-Zehnder (MZ) 和单片双并行 (IQ) 调制器都已评估高达 70 GHz,带宽约为 50 GHz,低频开/关电压摆幅 (V π ) 为 4.6 V(电压长度乘积为 8.3 Vcm)。折叠式设备比传统的“直线式”调制器要紧凑得多,而适度的设备阵列(例如 × 4)可以容纳在与单个调制器尺寸相似的封装中。讨论了独立寻址 MZ 调制器单片阵列(每个都有自己的输入光纤)的设计考虑因素,并提出了实用配置。
当材料的物理尺寸与电子的波长匹配或减小时,半导体中就会发生量子限制,从而产生量化的能级和离散的电子态。这是由于电子的波粒二象性,它同时表现出粒子和波的特征。限制能是对应于半导体纳米结构(如量子点)中电荷载流子的量子限制的能量。当这些结构的尺寸接近或等于电子的德布罗意波长时,就会产生量化的能级。基于有效质量近似并假设一个理想的球形量子点,其中激子被限制在球形限制势中,Harry 和 Adekanmbi (2020) 给出了球形量子点的限制能:
摘要 带隙工程是开发光电器件的关键方法,特别是对于近红外 (NIR) 应用,其中精确控制材料的电子和光学特性至关重要。本研究探讨了三种 III-V 半导体合金——砷化镓锑 (GaAsSb)、砷化镓锑氮化物 (GaAsSbN) 和砷化镓铝 (GaAlAs)——在定制带隙以满足 NIR 器件特定需求方面的潜力。GaAsSb 通过调整锑含量提供可调带隙,使其成为 NIR 光电探测器和激光二极管的多功能材料。GaAsSbN 中的氮进一步降低了带隙,增强了其对长波长应用的适用性,并提供与 GaAs 基板更好的晶格匹配。GaAlAs 以其稳定性和与 GaAs 的兼容性而闻名,可用于形成异质结和量子阱,从而实现高效的载流子限制和发射控制。通过改变这些合金的成分,工程师可以实现精确的带隙调节,从而优化一系列 NIR 波长范围内的器件性能。本摘要强调了成分变化、应变工程和量子阱设计在开发先进 NIR 光电器件中的重要性。尽管存在材料质量和热管理等挑战,但这些材料的持续改进对电信、医学成像和传感技术中的下一代 NIR 应用具有重要意义。简介 带隙工程是半导体技术中的一项基本技术,可以精确操纵材料的电子和光学
摘要 本文分析了一种由III族材料(铟、镓)和V族材料(磷化物、砷化物)统一构成的新型双栅极MOSFET(DG MOSFET)。由于其对短沟道效应的免疫、漏电流的减少和更高的扩展潜力,DG MOSFET成为低功耗应用最舒适的器件之一。在本文中,我们研究了基于磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)的DG MOSFET通过取代基于硅的传统DG MOSFET对最佳性能和漏极电流特性的影响。晶体管的沟道长度设定为20纳米。这两种器件都使用NanoHub模拟器建模,并使用Matlab检查了特性。通过相应的绘图结构对特性进行了描述性分析——能带结构、ID vs V GS特性、ID vs V GS特性、跨导。从提供的结果来看,基于 InP 的 DG MOSFET 器件提供的导通电流为 10 -3 A,优于基于硅和砷化镓 (GaAs) 的 DG MOSFET 器件。关键词:DG MOSFET、GaAs、InP、导通电流、关断电流
• 固态砷化镓发射/接收模块 • 模块化、开放式系统架构 • 在恶劣天气条件等恶劣环境下也能准确运行 • 独特的 3 级天气显示 • 不到一分钟即可更改跑道 • 可选择远程控制系统功能 • 通过使用 COTS 处理器实现高可用性和卓越可靠性 • 提供固定式、可运输式和移动式版本 • 完全符合 ICAO 标准 • 内置监控
由于碳浓度对于高功率器件至关重要,因此这些晶体是通过更复杂的垂直浮区工艺生长的。砷化镓主要用于光通信和显示器,以及即将在微电子(高速 FET 和 HEMT 器件)和功率器件(FET 阵列)中应用,到目前为止,砷化镓还无法在商业上生长到所需的质量。通过掺杂和减小生长过程中的温度梯度(液体封装的 Czochralski IILEC“和水平 Bridgman“舟式生长”),位错问题已有所缓解。然而,腐蚀坑密度 (EPD) 小于 * 10 3 cm- 2 的 GaAs 晶体尚未实现商业化,典型的 EPD 在 10 4 和 10 5 cm- 2 之间 • GaAs 的其他问题包括非化学计量、非均匀性。漩涡状缺陷。深能级缺陷 EL2,以及实现用于高速设备的半绝缘材料(没有高度扩散的补偿铬)所需的纯度。人们普遍希望 GaAs 也可以通过 Czochralski 工艺经济地生产(产生首选的圆形晶片而不是 Bridgman 工艺的 D 形晶片)。并且上述大多数问题可以通过适当调整生长参数来解决。一个重要的切克劳斯基生长中最重要的参数是对流,它决定了均匀性和涡流状和 EL2 缺陷的分布(和数量?)。下文将描述切克劳斯基过程中的各种对流方式,并介绍最有希望优化切克劳斯基熔体对流条件的方法。
石英是 SAW 传感器的典型基板,但它不是半导体,而硅是微电子器件的典型半导体,但它不是压电材料,需要沉积压电薄膜才能激发 SAW。这使得砷化镓 (GaAs) 成为集成 SAW 微传感器应用的独特材料。GaAs 的压电特性与石英相似,因此可以直接在 GaAs 基板上制造 SAW 器件,而无需沉积压电薄膜。图 1 中的数据显示,GaAs SAW 传感器的灵敏度与石英 SAW 传感器相当。此外,GaAs 是一种成熟的半导体器件材料,可用于制造集成高频射频微电子器件。
结型场效应晶体管(JFET)可能是最简单的晶体管。它具有一些重要特性,尤其是非常高的输入电阻。然而不幸的是(对于 JFET 而言),MOSFET 的输入电阻甚至更高。这一点,加上 MOS 晶体管的许多其他优点,使得 JFET 几乎过时了。目前,它的应用仅限于分立电路设计,其中它既用作放大器,又用作开关。它的集成电路应用仅限于某些运算放大器的差分输入级的设计,其中利用了它的高输入电阻(与 BJT 相比)。在本节中,我们简要介绍 JFET 的工作原理和特性。将 JFET 纳入电子学研究的另一个重要原因是,它有助于理解砷化镓器件的工作原理,这是下一节的主题。