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algan/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器

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半导体技术 2014年第8期39卷 575-578页

作者：齐利芳李献杰唐卓睿尹顺政赵永林中国电子科技集团公司第13研究所石家庄050051 北京理工大学北京100081

采用分子束外延(MBE)技术在蓝宝石衬底上依次生长n+GaN下电极层、i型AlxGa1-xN势垒层和n+GaN发射极层,并通过半导体微细加工技术,制作了algan/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器。该器件利用不同的探测机理,同时实现了红外光和紫外... 详细信息

采用分子束外延(MBE)技术在蓝宝石衬底上依次生长n+GaN下电极层、i型AlxGa1-xN势垒层和n+GaN发射极层,并通过半导体微细加工技术,制作了algan/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器。该器件利用不同的探测机理,同时实现了红外光和紫外光探测,拓展了响应光谱的范围。红外光探测是通过algan/GaN异质结界面自由电子吸收和功函数内部光致发射效应完成的,紫外光探测是通过AlxGa1-xN势垒层带间吸收完成的。对单元器件的暗电流特性、紫外及红外光谱特性进行了测试。测试结果表明,紫外响应截止波长356 nm,响应度180 mA/W,红外响应峰值波长14.5μm,响应度49 mA/W。

关键词：紫外红外双色探测器异质结 algan GaN

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algan中的应变状态

Journal of Semiconductors 2005年第Z1期26卷 1-4页

作者：张纪才王建峰王玉田杨辉中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点实验室北京100083 武汉大学物理系武汉430072

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm的AlxGa1-xN外延层中的应变状态.实验结果显示algan的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小,并且在0.42时达到30%,此后随组分的增加变化较慢,在x=1(AlN)时接... 详细信息

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm的AlxGa1-xN外延层中的应变状态.实验结果显示algan的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小,并且在0.42时达到30%,此后随组分的增加变化较慢,在x=1(AlN)时接近0.在本实验条件中,由于GaN层处于压应变状态,导致与algan外延层的失配变小,使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.

关键词：三轴晶X射线衍射 algan 共格因子应变卢瑟福背散射

algan/GaNHFET逆压电效应抑制技术

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半导体技术 2014年第3期39卷 183-187页

作者：戴伟王丽张志国高学邦吴洪江中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 总装科技信息研究中心北京100028

基于非对称晶体的逆压电效应(IPPE),通过自洽求解一维Poisson-Schrdinger方程,模拟了algan/GaN HFET在外电场作用下沟道中2DEG浓度的变化,建立了电流崩塌效应的逆压电效应数值仿真模型。理论模拟显示:逆压电效应是引起电流崩塌效应的... 详细信息

基于非对称晶体的逆压电效应(IPPE),通过自洽求解一维Poisson-Schrdinger方程,模拟了algan/GaN HFET在外电场作用下沟道中2DEG浓度的变化,建立了电流崩塌效应的逆压电效应数值仿真模型。理论模拟显示:逆压电效应是引起电流崩塌效应的一个因素。根据GaN欧姆接触的机理,提出采用源漏凹槽的结构减小电场的垂直分量,抑制逆压电效应,减小饱和电流的变化。设计了不同结构的源漏凹槽结构器件,并进行工艺流片验证,得到优化的器件结构,器件的电流崩塌量从15.7%减小到8.9%,验证了理论仿真结果。

关键词： algan GaN HFET 薛定谔方程逆压电效应(IPPE) 源漏凹槽电流崩塌

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algan材料的MOCVD生长研究

激光与红外 2005年第11期35卷 873-876页

作者：赵德刚杨辉梁骏吾李向阳龚海梅中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院上海技术物理所上海200083

文章研究了A lGaN材料的MOCVD生长机制。在位监控曲线表明,A lGaN材料生长过程是由三维生长逐渐过渡到二维生长,由于A l原子表面迁移率太小,随着TMA l流量的增加,需要更长的时间才能出现二维生长,材料质量也随着A l组分的增加而下降,A l... 详细信息

文章研究了A lGaN材料的MOCVD生长机制。在位监控曲线表明,A lGaN材料生长过程是由三维生长逐渐过渡到二维生长,由于A l原子表面迁移率太小,随着TMA l流量的增加,需要更长的时间才能出现二维生长,材料质量也随着A l组分的增加而下降,A lGaN的表面形貌也变差。随着TMA l流量的增加,A lGaN材料的生长速率反而下降,这是由于A l原子阻止了Ga原子参与材料生长。实验还发现,由于TMA l与NH3之间存在强烈的寄生反应,A lGaN材料中的A l组分远小于气相中的A l组分。文中简单探讨了提高A lGaN材料质量的生长方法。

关键词： algan MOCVD 材料生长寄生反应

A Double Heterostructure Multiplication Region in algan Based SAGCM Avalanche Photodiode

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Optics and Photonics Journal 2017年第10期7卷 151-159页

作者： Maryam Bagheriyeh-Behbahani Mohammad Soroosh Ebrahim Farshidi Department of Electrical Engineering Shahid Chamran University of Ahvaz Ahvaz Iran

In this study, separate absorption, grading, charge, and multiplication (SAGCM) avalanche photodiode (APD) with double heterojunction AlN/AlxGa1-xN/GaN in multiplication region were designed to reduce excess noise using Monte Carlo simulation. The multiplication region was broken to three different regions and tried to enhance localization of the first and second impact ionization events at near the heterojunctions. The excess noise of the proposed structure, for high gains, was 64% smaller than that of the fabricated standard algan-APDs.

关键词： algan Avalanche Photodiode Excess Noise Monte Carlo Simulation

algan/GaN HEMT器件工艺的研究进展

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微纳电子技术 2011年第2期48卷 79-86页

作者：颜伟韩伟华张仁平杜彦东杨富华中国科学院半导体研究所半导体集成技术工程研究中心北京100083

首先论述了Al GaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在微波大功率领域的应用优势和潜力;其次,介绍并分析了影响Al GaN/GaN HEMT性能的主要参数,分析表明要提高Al-GaN/GaN HEMT的频率和功率性能,需改善寄生电阻、电容、栅长和击穿电压等参数... 详细信息

首先论述了Al GaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在微波大功率领域的应用优势和潜力;其次,介绍并分析了影响Al GaN/GaN HEMT性能的主要参数,分析表明要提高Al-GaN/GaN HEMT的频率和功率性能,需改善寄生电阻、电容、栅长和击穿电压等参数。然后,着重从材料结构和器件工艺的角度阐述了近年来Al GaN/GaN HEMT的研究进展,详细归纳了目前主要的材料生长和器件制作工艺,可以看出基本的工艺思路是尽量提高材料二维电子气的浓度和材料对二维电子气的限制能力的同时减小器件的寄生电容和电阻,增强栅极对沟道的控制能力。另外,根据具体情况调节栅长及沟道电场。最后,简要探讨了Al GaN/GaN HEMT还存在的问题以及面临的挑战。

关键词： GaN 高电子迁移率晶体管 algan 微波晶体管功率

Polarization and Breakdown Analysis of algan Channel HEMTs with AlN Buffer

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World Journal of Condensed Matter Physics 2015年第3期5卷 232-243页

作者： Godwin Raj Mohan Kumar Chandan Kumar Sarkar Nano Device Simulation Laboratory Electronics and Telecommunication Engineering Department Jadavpur University Kolkata India SKP Engineering College Tiruvannamalai India

We have demonstrated the first carrier density model for algan channel with AlN buffer using spontaneous and piezoelectric polarization comparison with experimental and theoretical results. From the results we proved that the formation of 2DEG in undoped structure relied both on spontaneous and piezoelectric polarization. The electron distribution of Al concentration (0 algan channel and barrier. Barrier thickness assumed between 20 and 25 nm for validating the experimental results. The carrier concentration was observed at the specific interface of the N- and Ga-face by assuming x1, x2 = 0. The model results are verified with previously reported experimental data.

关键词： algan Channel Sheet Carrier Concentration Model N- and Ga-face Polarization High Breakdown Total Induced Net Interface Polarization

基于LSPs耦合增强的紫外LED设计及其特性研究

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基于LSPs耦合增强的紫外LED设计及其特性研究

作者：张玉南京邮电大学

学位级别：硕士

algan基紫外LED因其在杀菌、通信等领域具有巨大应用价值而备受关注。然而,随着Al组分的增加,algan基UV-LED的光电性能由于受到高位错密度、低载流子注入效率等因素影响,未能得到很好的提升。本论文针对LSPs耦合增强的紫外LED展开研究,... 详细信息

algan基紫外LED因其在杀菌、通信等领域具有巨大应用价值而备受关注。然而,随着Al组分的增加,algan基UV-LED的光电性能由于受到高位错密度、低载流子注入效率等因素影响,未能得到很好的提升。本论文针对LSPs耦合增强的紫外LED展开研究,利用金属纳米结构所激发的LSPs与有源区实现共振耦合,达到提高器件的IQE的目的,从而增强器件的发光效率。取得的主要研究结果如下:针对algan基DUV-LED结构进行2D器件建模及仿真。p-algan层为光栅结构,Al放置于光栅凹槽内,增加凹槽内Al的厚度,吸收峰向短波长方向移动(蓝移),有源区附近电场强度增强相对值呈现先增加后降低的趋势;增加光栅周期,器件吸收峰向长波长方向移动(红移)。当光栅周期为240nm、占空比为0.5、Al的厚度为15nm时,此时Al所激发的LSPs能够与272nm的DUV光实现共振耦合,有源区附近电场强度增强相对值达到4.2。同时,可以通过增加SiO介质层对LSPs特性及发光特性进行进一步优化。针对algan基UV-Micro-LED结构进行3D器件建模及仿真。algan凹槽内Al三棱柱结构相较于Al立方体结构具有更优的发光效果;对于所研究的器件尺寸,当Al三棱柱的高度增加到90nm时,所激发的LSPs能够与303nm的紫外光实现共振耦合,有源区附近电场强度增强相对值达到1.7。本论文为进一步提高基于LSPs共振耦合的algan基紫外LED光电性能提供了一定理论依据。

关键词： algan LED LSPs 发光效率

利用双阶梯波导层对深紫外激光二极管的性能优化

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原子与分子物理学报 2022年第6期39卷 102-106页

作者：王瑶赵梦远付雪垠王芳刘玉怀郑州大学信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心郑州450001 郑州唯独电子科技有限公司郑州450001 郑州大学产业技术研究院有限公司郑州450001

在深紫外激光二极管中,波导层的作用是用来传输并限制光束.传统的深紫外激光二极管存在很强的极化感应电场,这种电场能够降低深紫外激光二极管的光电性能.本文提出了一种新型双阶梯型上波导层(UWG)和下波导层(LWG),可以提高半导体激光... 详细信息

在深紫外激光二极管中,波导层的作用是用来传输并限制光束.传统的深紫外激光二极管存在很强的极化感应电场,这种电场能够降低深紫外激光二极管的光电性能.本文提出了一种新型双阶梯型上波导层(UWG)和下波导层(LWG),可以提高半导体激光器的性能.通过使用Crosslight软件将矩形、单阶梯型和双阶梯型波导层三种不同的结构进行仿真研究,比较三种结构器件的能带图、电子空穴浓度、辐射复合率、P-I以及V-I特性等.结果表明,新型双阶梯波导层结构的应用增加了电子有效势垒的高度,缓解了电子阻挡层的能带弯曲,减小了极化电场的影响,从而提升了该器件的光学和电学性能.

关键词：上波导层下波导层 algan 电子泄露