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第三代半导体及氮化镓(GaN)材料分析 被引量:2
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作者 李杰 王友旺 《集成电路应用》 2023年第10期326-328,共3页
阐述第三代半导体及氮化镓(GaN)材料制备工艺,以及第三代半导体在全球和国内的发展情况,分析氮化镓(GaN)材料的特征和氮化镓半导体材料的应用,包括在通信系统、功率半导体、军事用途、电子学中的应用。
关键词 第三代半导体 碳化硅(SiC) 氮化镓(gan)
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基于新型半导体材料氮化镓(GaN)的全桥逆变实验装置
2
作者 李宇 曹桂梅 《科教导刊(电子版)》 2018年第9期270-270,共1页
针对传统小型逆变器存在功率密度低、转换效率低及体积较大的问题,本文提出一种基于新型半导体材料氮化镓(GaN)的全桥拓扑分析,在分析氮化镓(GaN)GS66502的等效电路基础上。
关键词 氮化镓(gan) 全桥拓扑 逆变器
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基于干法刻蚀技术的氮化镓MEMS加工工艺(英文) 被引量:1
3
作者 杨振川 吕佳楠 +1 位作者 闫桂珍 陈敬 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2011年第1期78-82,共5页
氮化镓(GaN)材料已成功应用于光电子器件、高频功率器件等领域.近年来,由于GaN优异的材料特性,例如机械、热、化学稳定性以及生物兼容性等,使基于GaN的微机电系统(MEMS)得到了学术界的广泛关注.针对氮化镓MEMS结构的有效的图形化及释放... 氮化镓(GaN)材料已成功应用于光电子器件、高频功率器件等领域.近年来,由于GaN优异的材料特性,例如机械、热、化学稳定性以及生物兼容性等,使基于GaN的微机电系统(MEMS)得到了学术界的广泛关注.针对氮化镓MEMS结构的有效的图形化及释放技术是工艺研究的重点.设计、采用了一种全干法刻蚀技术,实现了(111)晶向硅衬底上的氮化镓基MEMS微结构的加工制造.利用提出的工艺方案,实现了多种悬浮GaN微结构的加工与测试表征实验.通过电子扫描显微镜(SEM)和光学轮廓仪进行了基本形貌表征;利用微拉曼光谱实验进行了加工结构的残余应力表征. 展开更多
关键词 干法刻蚀 氮化镓(gan) MEMS
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氢化物气相外延氮化镓衬底的制备研究
4
作者 陈洪建 张维连 +1 位作者 陈贵峰 李养贤 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期87-90,共4页
目前异质外延技术能够得到较高质量的氮化镓(GaN)薄膜,衬底普遍采用蓝宝石、碳化硅以及硅等。各种技术包括缓冲层、外延横向生长技术、悬挂外延技术等是目前最重要的制备氮化镓技术。氢化物气相外延(HVPE)是制备氮化镓衬底最有希望的方... 目前异质外延技术能够得到较高质量的氮化镓(GaN)薄膜,衬底普遍采用蓝宝石、碳化硅以及硅等。各种技术包括缓冲层、外延横向生长技术、悬挂外延技术等是目前最重要的制备氮化镓技术。氢化物气相外延(HVPE)是制备氮化镓衬底最有希望的方法之一。本文介绍了氮化镓材料的电学、光学性质及重要用途,总结了氮化镓体单晶及薄膜材料制备方法,描述了氢化物气相外延原理,分析了HVPE制备自支撑(FS)GaN衬底方法,综述了HVPE技术国内外研究进展。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 氢化物汽相外延(HVPE) 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 自支撑氮化镓(FSgan)
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石墨烯插入层对蓝宝石上GaN材料的应力调制
5
作者 王波 房玉龙 +3 位作者 尹甲运 张志荣 芦伟立 高楠 《微纳电子技术》 CAS 2024年第9期142-147,共6页
较大的晶格失配和热失配使得异质外延生长的GaN材料具有很高的残余应力,对材料和器件的性能产生重要影响。在蓝宝石衬底和GaN外延层之间插入一层石墨烯,通过Raman光谱和弯曲度测试分析了石墨烯插入层对GaN材料应力的影响。Raman测试结... 较大的晶格失配和热失配使得异质外延生长的GaN材料具有很高的残余应力,对材料和器件的性能产生重要影响。在蓝宝石衬底和GaN外延层之间插入一层石墨烯,通过Raman光谱和弯曲度测试分析了石墨烯插入层对GaN材料应力的影响。Raman测试结果表明,蓝宝石衬底上GaN材料压应力为0.56 GPa,引入石墨烯插入层后GaN材料压应力为0.08 GPa。弯曲度测试结果表明无石墨烯插入层的蓝宝石上GaN材料弯曲度约为21.74μm,引入石墨烯插入层后弯曲度约为1.39μm,引入石墨烯插入层的GaN材料弯曲度显著降低。讨论了石墨烯插入层对蓝宝石上GaN材料的应力调制机制,验证了石墨烯插入层技术对于异质衬底上获得完全弛豫GaN外延层的可行性。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 外延 石墨烯 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 应力 弯曲度
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低成本高结晶GaN纳米线柔性薄膜制备及其场发射性能
6
作者 王如志 张京阳 +2 位作者 杨孟骐 王佳兴 郑坤 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1038-1048,共11页
旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并... 旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并通过工艺参数对其结构与尺寸进行调控,得到GaN纳米线薄膜的催化生长机制。通过对其场发射特性进行研究,发现其场发射性能与其纳米结构紧密相关,催化剂厚度以及薄膜弯曲状态可显著影响其场发射性能。结果表明,采用Cu作为催化剂所制备的GaN纳米线柔性薄膜的场发射电流具有较好的稳定性。该研究为GaN纳米线的低成本制备方法提供了可借鉴思路,同时也为场发射柔性器件的制作提供了可行的技术手段。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 纳米线 场发射 柔性薄膜 CU催化剂 低成本制备
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超薄氮化镓制备及其光学性质 被引量:1
7
作者 程亮亮 刘争晖 +5 位作者 徐耿钊 钟海舰 张春玉 陈科蓓 宋文涛 徐科 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第10期790-794,共5页
超薄氮化镓(GaN)是一种厚度在纳米尺度的少层GaN薄片,相对于GaN体材料,量子限域效应会使超薄GaN的禁带宽度增大,超薄GaN有望应用于深紫外电子器件。通过使用微机械剥离法将制备出的少层硒化镓(GaSe)薄片(厚度为1~10 nm)与块状GaSe作为... 超薄氮化镓(GaN)是一种厚度在纳米尺度的少层GaN薄片,相对于GaN体材料,量子限域效应会使超薄GaN的禁带宽度增大,超薄GaN有望应用于深紫外电子器件。通过使用微机械剥离法将制备出的少层硒化镓(GaSe)薄片(厚度为1~10 nm)与块状GaSe作为前驱体,氨气作为氮源,在管式炉中不同温度下退火进行氨化,得到超薄GaN及块状GaN。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜、光致发光光谱及拉曼光谱对氨化后样品的形貌、成分、光学特性进行了表征。结果表明,超薄GaN的光学带隙比块状GaN大0.16 eV,拉曼光谱中的纵模光学峰也会随着超薄GaN的厚度减小发生蓝移。 展开更多
关键词 超薄氮化镓(gan) GASE 氨化 光学带隙 光致发光(PL)光谱
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新一代氮化镓电力电子开关
8
作者 蔡义明 《电源技术应用》 2016年第9期44-50,共7页
介绍了中国电源学会举行的2016年GN Systems杯高校电力电子应用设计大赛的情况,详细讨论了 GS66502B , GS61004B两只电力电子开关的电气参数及应用特点.
关键词 电力电子开关 氮化镓(gan) 电气参数 GS66502B GS61004B
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兼容5G毫米波n257和n258频段的氮化镓低噪声放大器设计研究 被引量:2
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作者 张耀 张志浩 章国豪 《广东工业大学学报》 CAS 2022年第6期68-72,共5页
基于100 nm的氮化镓(Gallium Nitride,GaN)高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)工艺设计了一款毫米波低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)单片式微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC... 基于100 nm的氮化镓(Gallium Nitride,GaN)高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)工艺设计了一款毫米波低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)单片式微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)芯片。该款低噪声放大器采用三级级联的拓扑结构,对带宽、噪声和增益进行了联合优化设计。测试结果显示,工作频率范围覆盖24~30 GHz,可兼顾5G毫米波n257(26.5~29.5 GHz)和n258(24.25~27.5 GHz)频段,噪声系数可达到2.4~2.5 dB的水平,小信号增益在21.1~24.1 dB之间,输出1 dB功率压缩点大于14.4 dBm的水平。 展开更多
关键词 低噪声放大器 氮化镓(gan) 毫米波
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氮化镓化学机械抛光中抛光液的研究进展 被引量:3
10
作者 罗付 牛新环 +4 位作者 张银婵 朱烨博 侯子阳 屈明慧 闫晗 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第2期81-86,133,共7页
氮化镓(GaN)因具有耐酸碱、硬度大等特点使其难以进行精密加工。因此,高效实现GaN的化学机械抛光(CMP)成为了一个技术难题。CMP过程中,抛光液的组分及其性质对抛光效果起决定性的作用。对近年来应用于GaN CMP抛光液中的磨料、氧化剂、... 氮化镓(GaN)因具有耐酸碱、硬度大等特点使其难以进行精密加工。因此,高效实现GaN的化学机械抛光(CMP)成为了一个技术难题。CMP过程中,抛光液的组分及其性质对抛光效果起决定性的作用。对近年来应用于GaN CMP抛光液中的磨料、氧化剂、表面活性剂、光催化剂等重要组分的抛光效果及作用机理进行了回顾。主要可以归纳为磨料逐渐从单一磨料向复合磨料方向发展,阴离子表面活性剂较其他活性剂效果更好;同时,发现主流的GaN CMP过程为先氧化再去除,因此氧化剂和光催化剂逐渐成为了研究热点。最后对GaN CMP的未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 化学机械抛光(CMP) 抛光液 抛光液组分 抛光机理
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氮化镓技术在雷达中的应用现状与发展趋势 被引量:4
11
作者 蔡志清 《电子技术与软件工程》 2019年第4期79-80,共2页
GaN器件与第二代的砷化镓(GaAs)器件相比,具有功率密度更高,耐高温特性更好,禁带更宽等优点。本文简要介绍GaN器件的几种最新技术和其在诸如"太空篱笆"系统、三坐标远程雷达(3DELRR)、驱逐舰防空反导雷达(AMDR)的几种应用实例。
关键词 氮化镓(gan)器件 有源电扫阵列 (AESA)雷达
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5G时代新技术需要关注氮化镓 被引量:3
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作者 李晓明 《电信技术》 2018年第5期5-9,共5页
介绍5G时代新技术特征,由此引出需要新的器件支持;分析氮化镓材料特性以及工艺和器件的特性,详细说明5G时代需要氮化镓器件,特别是在射频领域以及数据、传输、电源等环节。
关键词 氮化镓(gan) 5G 射频
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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
13
作者 安蒙恩 修慧欣 《应用物理》 2023年第6期274-290,共17页
氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(HEMTs)由于具有高截止频率、高工作电压和工作温度范围广泛等特点,越来越多地应用于高频和高功率器件等电力电子领域。然而,在实际应用中,在高温高压等极端情况下,GaN HEMTs会出现退化甚至失效,这使得... 氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(HEMTs)由于具有高截止频率、高工作电压和工作温度范围广泛等特点,越来越多地应用于高频和高功率器件等电力电子领域。然而,在实际应用中,在高温高压等极端情况下,GaN HEMTs会出现退化甚至失效,这使得失效后器件的物理分析对于提高可靠性和进一步的器件优化至关重要。本文介绍了分析器件失效机制的分析方法,对失效后物理表征技术工作原理、表征范围及研究进展方面进行了简要综述,为进一步提高器件可靠性和器件的进一步优化提供了参考。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 高电子迁移率晶体管(HEMT) 物理失效分析技术
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用于GaN基HEMT栅极金属TiN的ICP刻蚀工艺
14
作者 高阳 周燕萍 +3 位作者 王鹤鸣 左超 上村隆一郎 杨秉君 《微纳电子技术》 CAS 2024年第3期136-143,共8页
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对Ti... GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对TiN材料进行了干法刻蚀工艺的研究。采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl_(2)和BCl_(3)混合气体作为工艺气体,通过调整工艺参数,研究了ICP源功率、射频(RF)偏压功率、腔体压力、气体体积流量以及载台温度对TiN刻蚀速率和侧壁角度的影响。最后通过优化工艺参数,得到了TiN刻蚀速率为333 nm/min,底部平整且侧壁角度为81°的栅极结构。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 高电子迁移率晶体管(HEMT) 电感耦合等离子体(ICP)刻蚀 TIN Cl2和BCl3混合气体 栅极结构 新能源汽车
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基于氮化镓功率器件的高频直流 DC-DC 变换器设计
15
作者 李韵楠 耿辉 许明夏 《电子乐园》 2020年第11期249-249,共1页
本文提出了一种基于多级飞跨电容方案的直流双向充电变换器在轨道交通领域的设计方案。该方案基于 650V 氮化镓功率器件, 采用级联自举电路供给门极驱动,为电力机车提供稳定的低压控制电并可向蓄电池充电,其 FCML 拓扑结构搭配相对应控... 本文提出了一种基于多级飞跨电容方案的直流双向充电变换器在轨道交通领域的设计方案。该方案基于 650V 氮化镓功率器件, 采用级联自举电路供给门极驱动,为电力机车提供稳定的低压控制电并可向蓄电池充电,其 FCML 拓扑结构搭配相对应控制策略,可实现 高频化软开关。目前研发的 2kW 实验原型机可实现最高效率 98.4%,功率密度 1500W/in3,同时与传统 DC-DC 变换器对比在体积及重量 上都有大幅减小和降低。 展开更多
关键词 多级飞跨电容(FCML) 氮化镓(gan)功率器件 高频化
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用热反射测温技术测量GaNHEMT的瞬态温度 被引量:14
16
作者 翟玉卫 梁法国 +2 位作者 郑世棋 刘岩 李盈慧 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期76-80,共5页
利用具备亚微米量级空间分辨率和纳秒级时间分辨率的热反射测温技术对工作在脉冲偏置条件下的CGH4006P型Ga N HEMT进行了瞬态温度检测。测量了Ga N器件表面栅极、漏极和源极金属各部位在20μs内的瞬态温度幅度、分布及变化速度等数据。... 利用具备亚微米量级空间分辨率和纳秒级时间分辨率的热反射测温技术对工作在脉冲偏置条件下的CGH4006P型Ga N HEMT进行了瞬态温度检测。测量了Ga N器件表面栅极、漏极和源极金属各部位在20μs内的瞬态温度幅度、分布及变化速度等数据。栅极、漏极和源极的温度幅度有着非常明显的差距,器件表面以栅为中心呈现较大的温度分布梯度。器件表面栅金属温度变化幅度最高、变化速度最快,其主要温度变化发生在5μs之内。经过仔细分析,器件各部位温度差异的主要原因是器件的传热方向、不同区域与发热点的距离。 展开更多
关键词 热反射测温 氮化镓(gan) 高电子迁移率晶体管(HEMT) 瞬态温度 脉冲条件
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SiC/AlN上外延GaN薄膜的黄带发光与晶体缺陷的关系 被引量:13
17
作者 范隆 郝跃 +1 位作者 冯倩 段猛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期977-980,共4页
利用室温光致发光 (PL)技术研究了在 6H SiC (0 0 0 1)上用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)外延生长的GaN薄膜“黄带”发光 (YL)特点 ,与扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)技术得到的GaN薄膜的表面形貌质量和内部结晶质量的结果相对... 利用室温光致发光 (PL)技术研究了在 6H SiC (0 0 0 1)上用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)外延生长的GaN薄膜“黄带”发光 (YL)特点 ,与扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)技术得到的GaN薄膜的表面形貌质量和内部结晶质量的结果相对照 ,表明“YL”发光强度与GaN薄膜的扩展缺陷多少直接相对应 通过二次离子质谱 (SIMS)技术获取的GaN薄膜中Ga元素深度分布揭示出镓空位 (VGa)最可能是“YL”发光的微观来源 分析认为 ,虽然宏观扩展缺陷 (丝状缺陷、螺形位错等 )和微观点缺陷VGa及其与杂质的络合物 (complexes)都表现出与“YL”发射密切相关 ,但VGa及其与杂质的络合物更可能是“YL”发射的根本微观来源 室温下获得的样品“YL”发射强度和光谱精细结构可用于分析GaN薄膜缺陷和晶体质量 . 展开更多
关键词 “黄带”发光(YL) 氮化镓(gan) 晶体缺陷
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外延在蓝宝石衬底上的非掺杂GaN研究 被引量:4
18
作者 李影智 邢艳辉 +3 位作者 韩军 陈翔 邓旭光 徐晨 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1084-1088,共5页
采用改变生长条件的方法制备GaN薄膜,在(0001)面蓝宝石衬底上利用金属有机物化学气相沉积技术制备了不同样品,并借助X射线双晶衍射仪(XRD)、PL谱测试仪和光学显微镜对材料进行了分析。XRD(0002)面和(1012)面测试均表明TMGa流量为70 cm3/... 采用改变生长条件的方法制备GaN薄膜,在(0001)面蓝宝石衬底上利用金属有机物化学气相沉积技术制备了不同样品,并借助X射线双晶衍射仪(XRD)、PL谱测试仪和光学显微镜对材料进行了分析。XRD(0002)面和(1012)面测试均表明TMGa流量为70 cm3/min时样品位错密度最低。利用该TMGa流量进一步制备了改变生长温度的样品。XRD和PL谱测试结果表明,提高生长温度有利于提高GaN样品的晶体质量和光学性能。最后,利用光学显微镜对样品的表面形貌进行了分析。 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) 非掺杂氮化镓(gan) X射线双晶衍射(DCXRD) 光致荧光(PL)光谱
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基于GaN HEMT的0.8~4 GHz宽带平衡功率放大器 被引量:7
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作者 来晋明 罗嘉 +3 位作者 由利人 杨瑜 赵伟星 彭安尽 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期44-48,72,共6页
基于Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)技术,研制了在0.8-4 GHz频率下,输出功率大于50 W的宽带平衡式功率放大器。采用3 d B耦合器电桥构建平衡式功率放大器结构;采用多节阻抗匹配技术设计了输入/输出匹配网络,实现了功率放大器的宽带特性... 基于Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)技术,研制了在0.8-4 GHz频率下,输出功率大于50 W的宽带平衡式功率放大器。采用3 d B耦合器电桥构建平衡式功率放大器结构;采用多节阻抗匹配技术设计了输入/输出匹配网络,实现了功率放大器的宽带特性;采用高介电常数Al2O3基材实现了小型化功率放大器单元;采用热膨胀系数与Si C接近的铜-钼-铜载板作为Ga N HEMT管芯共晶载体,防止功率管芯高温工作过程中因为热膨胀而烧毁。测试结果表明,在0.8-4 GHz频带内,功率放大器功率增益大于6.4 d B,增益平坦度为±1.5 d B,饱和输出功率值大于58.2 W,漏极效率为41%-62%。 展开更多
关键词 氮化镓高电子迁移率晶体管(gan HEMT) 宽带功率放大器 平衡功率放大器 宽带匹配 3dB耦合器
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共栅共源结构GaN HEMT开关模型 被引量:2
20
作者 马皓 张宁 林燎源 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期508-518,共11页
为了计算共栅共源结构高压氮化镓(GaN)器件开关损耗,提出一种共栅共源结构GaN器件开关过程及损耗模型.通过考虑共栅共源结构中印制电路板(PCB)和引线寄生电感以及器件结电容,得出共栅共源结构GaN器件的等效电路模型,进而得到测试开关特... 为了计算共栅共源结构高压氮化镓(GaN)器件开关损耗,提出一种共栅共源结构GaN器件开关过程及损耗模型.通过考虑共栅共源结构中印制电路板(PCB)和引线寄生电感以及器件结电容,得出共栅共源结构GaN器件的等效电路模型,进而得到测试开关特性的双脉冲等效电路.按时间顺序将开通过程分为5个阶段,将关断过程分为4个阶段,对双脉冲等效电路进行分析和简化,并计算得出各个阶段中共栅共源结构GaN器件电压电流时域表达式,从而得到开关过程波形及损耗.在不同驱动电阻和开关电流下进行双脉冲实验,模型与实验的开关波形及损耗较吻合,表明所提出模型较准确. 展开更多
关键词 氮化镓(gan)器件 共栅共源结构 开关过程 高电子迁移率晶体管(HEMT)
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