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Ga_(2)O_(3)/NiO_(x)肖特基势垒二极管器件的性能优化研究
1
作者 王凯凯 杜嵩 +1 位作者 徐豪 龙浩 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期337-347,共11页
由于缺乏p型氧化镓(Ga_(2)O_(3)),p型氧化镍(p-NiO_(x))通常被用于Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)中,这类二极管一般采用结终端延伸(JTE)或异质结势垒肖特基(HJBS)结构。然而,NiO_(x)对器件性能的影响尚未被充分研究。在本研究中,通... 由于缺乏p型氧化镓(Ga_(2)O_(3)),p型氧化镍(p-NiO_(x))通常被用于Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)中,这类二极管一般采用结终端延伸(JTE)或异质结势垒肖特基(HJBS)结构。然而,NiO_(x)对器件性能的影响尚未被充分研究。在本研究中,通过Sentaurus TCAD对JTE和HJBS结构中的NiO_(x)影响进行了研究,并提出了一种结合NiO_(x)/Ga_(2)O_(3)HJBS和NiO_(x) JTE的新型Ga_(2)O_(3)肖特基二极管。在JTE结构中,击穿电压(BV)与NiO_(x)掺杂浓度呈正相关,与NiO_(x)倾斜角度呈负相关。在HJBS结构中,BV随NiO_(x)场环(FR)的宽度和深度增加而提高,但随着FR与阳极边缘之间的间距增加而降低。新型复合器件的参数确定为10°倾斜角和3×10^(19) cm^(-3)掺杂浓度的NiO_(x) JTE,以及5μm宽、1.5μm深和1μm间距的NiO_(x) HJBS环。实现了4.52 kV的BV、5.68 mΩ·cm 2的比导通电阻(R_(on,sp))和3.57 GW/cm 2的功率优值(PFOM),相比其他实验报道的数据,BV提升了113%,PFOM提升了132%。本研究为利用NiO_(x) JTE和HJBS结构的垂直Ga_(2)O_(3)SBD设计提供了一种有效提升BV和PFOM性能的方法。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) NiO_(x) SBD 击穿电压 PFOM JTE HJBS
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沟槽结构β-Ga_(2)O_(3)SBD的设计与仿真
2
作者 杨震 吴春艳 +3 位作者 吴霞 高金绪龙 陈强 解光军 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期196-202,231,共8页
在肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)漂移层表面刻蚀沟槽形成金属-绝缘体-半导体(metal-insulator-semiconductor,MIS)结构,抑制镜像力效应并减小器件的反向漏电流,是提升器件反向击穿特性的有效途径。为优化沟槽结构β-Ga_... 在肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)漂移层表面刻蚀沟槽形成金属-绝缘体-半导体(metal-insulator-semiconductor,MIS)结构,抑制镜像力效应并减小器件的反向漏电流,是提升器件反向击穿特性的有效途径。为优化沟槽结构β-Ga_(2)O_(3)SBD的结构参数,文章利用Silvaco Atlas软件仿真不同台面宽度和沟槽深度对器件性能的影响。结果表明,参数优化后(台面宽度1.0μm,沟槽深度0.5μm)的沟槽结构β-Ga_(2)O_(3)SBD开启电压为0.6 V、比导通电阻为1.69 mΩ·cm^(2)、击穿电压为1416 V、功率品质因数为1.19 GW/cm^(2),实现了兼具低开启电压和高击穿电压的良好器件性能。与基础结构SBD和场板结构SBD相比,优化后的器件性能得到显著提升。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 肖特基势垒二极管(SBD) 沟槽结构 功率器件仿真
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TVS管失效案例分析
3
作者 戚继先 姜经纬 《电子质量》 2025年第5期55-58,共4页
瞬态电压抑制器(TVS)具有响应速度快、瞬态功率高、击穿电压精度高、电容低、漏电流小、箝位电压可控性强、耐冲击无损等特性,已广泛应用于消费电子、计算机系统、通信设备及家用电器等领域。然而,随着其广泛应用,失效问题日益凸显。通... 瞬态电压抑制器(TVS)具有响应速度快、瞬态功率高、击穿电压精度高、电容低、漏电流小、箝位电压可控性强、耐冲击无损等特性,已广泛应用于消费电子、计算机系统、通信设备及家用电器等领域。然而,随着其广泛应用,失效问题日益凸显。通过综合运用外观检查、电特性测试、X射线检测、开封分析等技术手段,系统分析了某型号TVS的失效机理,并提出改进措施。研究表明:异常电压引发芯片阳极接触窗边角金属化烧熔及硅熔坑,导致单向导通特性异常,反向参数符合规范。结合热力学分析,判定失效原因为异常电压导致的大功率过热烧毁。建议从材料纯度提升、工艺优化、选型适配、使用约束及环境防护等方面提高产品可靠性。 展开更多
关键词 瞬态电压抑制器 电特性测试 金属化烧熔 失效分析
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纳秒级方波脉冲对稳压二极管损伤特性的研究 被引量：1
4
作者 李祥超 王兵 《电瓷避雷器》 CAS 2024年第4期10-17,共8页
针对强电磁脉冲产生的瞬态过电压会对二极管半导体造成损伤的问题,基于二极管击穿理论,采用理论与实验相结合的方法,使用纳秒级高压方波脉冲源作为电压脉冲源,选用BZX55C系列不同型号的稳压二极管进行了不同脉宽下的方波脉冲注入实验。... 针对强电磁脉冲产生的瞬态过电压会对二极管半导体造成损伤的问题,基于二极管击穿理论,采用理论与实验相结合的方法,使用纳秒级高压方波脉冲源作为电压脉冲源,选用BZX55C系列不同型号的稳压二极管进行了不同脉宽下的方波脉冲注入实验。实验结果表明:稳压二极管的损伤能量随稳压二极管的稳压值增大而增大,损伤形式表现为稳压值下降,漏电流增大,伏安特性曲线畸变;不同稳压值的二极管对方波脉冲的敏感端不同,当稳压值小于12 V时,负极比较敏感,当稳压值大于12 V时,正极比较敏感;二极管损伤能量并非是一个恒定值,随着脉宽的增加,损伤能量阈值减小,对二极管器件进行防护设计时,限制脉冲幅值的同时应减少脉冲持续时间。研究结果对二极管半导体的防护具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 电磁脉冲 二极管 损伤
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碳化硅功率二极管辐射效应测试系统的开发
5
作者 刘建成 郭刚 +1 位作者 韩金华 刘翠翠 《科技资讯》 2024年第14期28-33,共6页
为探究碳化硅功率器件抗辐照损伤能力和辐射效应机制,基于LabVIEW软件开发平台,利用Keithley公司的2410高压源表、USB-GPIB接口适配器等设备,针对两款商用碳化硅功率二极管,建立了一套辐射效应测试系统。系统在集成了Keithley 2410高压... 为探究碳化硅功率器件抗辐照损伤能力和辐射效应机制,基于LabVIEW软件开发平台,利用Keithley公司的2410高压源表、USB-GPIB接口适配器等设备,针对两款商用碳化硅功率二极管,建立了一套辐射效应测试系统。系统在集成了Keithley 2410高压源表功能面板模拟仿真实时控制和信息同步显示的基础上,还实现了电压和电流数据的实时采集、图像化的I-V和I-t特性曲线显示及存储等功能。开发的测试系统在碳化硅功率二极管的重离子和质子辐照实验中成功应用,为今后深入开展辐射效应实验研究提供了技术保障。 展开更多
关键词 碳化硅功率二极管 辐射效应 单粒子烧毁 测试系统
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新型多级沟槽结势垒肖特基二极管
6
作者 袁俊 陈伟 +5 位作者 郭飞 成志杰 王宽 吴阳阳 辛国庆 王智强 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期87-91,86,共6页
提出了一种新型多级沟槽结势垒肖特基(MTJBS)二极管结构,并利用Silvaco TCAD软件对其进行仿真优化.结果表明:在相同的结构参数下,当反向偏压等于1200 V时,JBS二极管的肖特基接触处的峰值电场比MTJBS二极管高50.0%;在1200 V反向偏压下,... 提出了一种新型多级沟槽结势垒肖特基(MTJBS)二极管结构,并利用Silvaco TCAD软件对其进行仿真优化.结果表明:在相同的结构参数下,当反向偏压等于1200 V时,JBS二极管的肖特基接触处的峰值电场比MTJBS二极管高50.0%;在1200 V反向偏压下,当器件表面峰值电场等于1 MV/cm时,JBS二极管肖特基接触面宽度为1.6μm,MTJBS二极管肖特基接触面宽度为3.0μm.采用相同器件参数制备JBS与MTJBS二极管并进行电学性能测试对比,MTJBS二极管的正向导通特性未显示出明显的退化,但击穿电压提高了约200 V,同时反向漏电降低了2个数量级. 展开更多
关键词 碳化硅 结势垒肖特基二极管 多级沟槽 漏电流 高温特性 工艺流程
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基于漂移阶跃恢复二极管开关的脉冲源仿真计算 被引量：9
7
作者 王亚杰 何鹏军 +3 位作者 荆晓鹏 铁维昊 解江远 赵程光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期86-91,共6页
介绍了新型半导体开关漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的工作原理和特性,总结了基于半导体开关器件的脉冲源的发展现状及应用。基于DSRD的等效模型,建立了其正反向泵浦电路的仿真模型,按照输出电压参数的要求,对主储能电感、初级储能电感的取... 介绍了新型半导体开关漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的工作原理和特性,总结了基于半导体开关器件的脉冲源的发展现状及应用。基于DSRD的等效模型,建立了其正反向泵浦电路的仿真模型,按照输出电压参数的要求,对主储能电感、初级储能电感的取值进行了仿真计算分析,并得到了主回路各元件参数的最优值。通过仿真分析了MOSFET漏源端寄生电容与限压并联电容对输出参数的影响,得到了限压并联电容最优值为0.2nF,通过计算与仿真得到隔直电容的最优值为100pF。研制了一款可连续输出的脉冲功率源,其重复频率为1 MHz,脉冲前沿等于680ps(20%~90%),电压幅值2kV,半高宽1.5ns。 展开更多
关键词 漂移阶跃恢复二极管 泵浦电路 亚纳秒 高重频
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反向开关晶体管结构优化与特性测试 被引量：5
8
作者 梁琳 余亮 +1 位作者 吴拥军 余岳辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期876-880,共5页
对半导体脉冲功率开关反向开关晶体管(RSD)的结构进行了优化,在RSD中引入缓冲层,建立器件数值模型并作仿真分析,结果表明:缓冲层结构起到了截止电场的作用,使得器件基区得以减薄,较传统结构RSD阻断电压升高而开通电压降低。针对RSD的特... 对半导体脉冲功率开关反向开关晶体管(RSD)的结构进行了优化,在RSD中引入缓冲层,建立器件数值模型并作仿真分析,结果表明:缓冲层结构起到了截止电场的作用,使得器件基区得以减薄,较传统结构RSD阻断电压升高而开通电压降低。针对RSD的特殊工作方式,提出了RSD开通电压、关断时间等关键参数的测试方案并进行了实验测量。进行了RSD大电流开通试验,直径7.6cm的堆体在12kV主电压下成功通过峰值电流173kA,传输电荷32C。 展开更多
关键词 反向开关晶体管 脉冲功率开关 缓冲层 开通电压 关断时间
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非均匀辐照下光伏组件旁通二极管可靠性研究 被引量：3
9
作者 张臻 王磊 +3 位作者 蔡一凡 丁坤 全鹏 徐健美 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期355-360,共6页
通过调研光伏组件室外运行与室内测试条件下光伏旁通二极管实际失效数据,分析光伏旁通二极管失效概率与工作温度、运行时间等的关系。通过环境箱和双极电源结合,设置高温加正向偏置、高低温循环加正向偏置、高低温循环加反向偏置、正反... 通过调研光伏组件室外运行与室内测试条件下光伏旁通二极管实际失效数据,分析光伏旁通二极管失效概率与工作温度、运行时间等的关系。通过环境箱和双极电源结合,设置高温加正向偏置、高低温循环加正向偏置、高低温循环加反向偏置、正反向偏置循环的室内测试条件,模拟典型光伏组件表面非均匀辐照分布情况下旁路二极管的工作情况并进行耐久性实验。实验结果表明:较高环境温度时,因固定遮挡引起的旁通二极管长期正向偏置情况下,光伏组件存在失效风险。 展开更多
关键词 可靠性 光伏组件 旁通二极管 热斑
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半导体纳米材料的性质及化学法制备 被引量：14
10
作者 栾野梅 安茂忠 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期382-385,418,共5页
　着重介绍了半导体纳米粒子的表面效应、量子尺寸效应等基本性质,以及纳米半导体材料的热学、光学和光电化学性质,综述了化学法制备纳米半导体材料的原理和特点。
关键词 半导体纳米材料 基本性质 制备方法
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基于ARM920T内核的FFT算法的高效实现 被引量：6
11
作者 李宏佳 魏权利 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第3期114-116,共3页
随着ARM体系结构的发展,ARM处理器已经可以胜任许多DSP应用。为了充分挖掘ARM处理器数字信号处理能力,结合ARM内核设计特点设计了基4-FFT算法的高效ARM程序。代码设计中,对寄存器分配和指令调度作了精细地控制,提出了ARM汇编中浮点数的... 随着ARM体系结构的发展,ARM处理器已经可以胜任许多DSP应用。为了充分挖掘ARM处理器数字信号处理能力,结合ARM内核设计特点设计了基4-FFT算法的高效ARM程序。代码设计中,对寄存器分配和指令调度作了精细地控制,提出了ARM汇编中浮点数的定点格式存储和计算方法,充分利用桶形移位器和5级流水线,避免了流水线互锁问题。实验结果表明优化后的程序指令周期总数减少并且运算精度很高。这些优化方法对ARM程序优化具有实际指导意义。 展开更多
关键词 代码优化 ARM内核 流水线互锁 FFT 浮点数
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一款超宽带低噪声放大器MMIC 被引量：3
12
作者 李远鹏 魏洪涛 刘永强 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期276-279,共4页
基于GaAs PHEMT工艺,采用共源共栅宽带匹配结构,设计制作了1~12 GHz低噪声放大器单片电路。芯片采用双电源供电,可以通过改变栅压实现增益调整。测试结果表明,在1~12GHz频率范围内,增益大于14dB,增益平坦度小于±0.5 dB,噪声系数小... 基于GaAs PHEMT工艺,采用共源共栅宽带匹配结构,设计制作了1~12 GHz低噪声放大器单片电路。芯片采用双电源供电,可以通过改变栅压实现增益调整。测试结果表明,在1~12GHz频率范围内,增益大于14dB,增益平坦度小于±0.5 dB,噪声系数小于2dB,输入输出回波损耗小于-12d B,1dB压缩点输出功率在1~8 GHz频率范围内大于14d Bm,在1~12GHz频率范围内大于11dBm,芯片漏极采用5V供电,栅极工作电压为-0.5 V,芯片静态工作电流小于30m A。电路具有超宽带、功耗低、噪声系数低等特点,在宽带接收机系统有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 GAAS 共源共栅 超宽带 低功耗 低噪声
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AlGaInP发光二极管的全方位反射镜研究 被引量：2
13
作者 高伟 邹德恕 +3 位作者 郭伟玲 宋欣原 孙浩 沈光地 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期537-539,共3页
全方位反射镜(ODR)AlGaInP发光二极管能够有效提高光提取效率。对全方位反射镜的设计及工艺进行优化:采用λ/4n厚的SiO2作为介质,光刻腐蚀导电孔,带胶保护,溅射AuZnAu,剥离后,再溅射300nmAu层,形成的ODR退火后在波长630nm处的反射率为72... 全方位反射镜(ODR)AlGaInP发光二极管能够有效提高光提取效率。对全方位反射镜的设计及工艺进行优化:采用λ/4n厚的SiO2作为介质,光刻腐蚀导电孔,带胶保护,溅射AuZnAu,剥离后,再溅射300nmAu层,形成的ODR退火后在波长630nm处的反射率为72.1%,而单次溅射AuZnAu的反射率退火后为63.2%。实验结果说明新工艺满足了欧姆接触的需要,反射率提高了8.8%。 展开更多
关键词 铝镓铟磷 发光二极管 全方位反射镜
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遏止(Quenching)及其在分析RTD逻辑电路中的应用 被引量：1
14
作者 郭维廉 牛萍娟 +2 位作者 李晓云 刘宏伟 李鸿强 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期403-409,共7页
在深入分析共振隧穿二极管(RTD)开关前后内阻变化和RTD串联组合中不同RTD电压分布随总偏压变化的基础上,深化了“遏止(Q uench ing)”的概念。并进一步以此概念说明了RTD/HEM T电路中,单-双稳转换逻辑单元(M OB ILE)、多值逻辑(M VL)文... 在深入分析共振隧穿二极管(RTD)开关前后内阻变化和RTD串联组合中不同RTD电压分布随总偏压变化的基础上,深化了“遏止(Q uench ing)”的概念。并进一步以此概念说明了RTD/HEM T电路中,单-双稳转换逻辑单元(M OB ILE)、多值逻辑(M VL)文字(L itera l)逻辑门、三态反相器(T ernary inverter)等逻辑单元的工作原理。通过此种分析,证实了“遏止”概念是解释和分析复杂RTD电路原理的强有力工具。以上论证也适用于由其它负阻器件构成的逻辑电路。 展开更多
关键词 遏止 共振隧穿二极管 共振隧穿二极管逻辑电路 多值逻辑 单-双稳转换逻辑单元
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InP基RTD特性的数值模拟研究 被引量：1
15
作者 王伟 孙浩 +2 位作者 孙晓玮 徐安怀 齐鸣 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期317-322,332,共7页
采用基于非平衡格林函数法(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)量子输运模拟器WinGreen对InP基共振隧穿二极管(RTD)的输运特性进行了计算模拟,分析了Ga0.47In0.53As/AlAs以及富In组份势阱双势垒结构几何参数、散射参数、发射区和... 采用基于非平衡格林函数法(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)量子输运模拟器WinGreen对InP基共振隧穿二极管(RTD)的输运特性进行了计算模拟,分析了Ga0.47In0.53As/AlAs以及富In组份势阱双势垒结构几何参数、散射参数、发射区和集电区掺杂浓度以及隔离层厚度对InP基RTD器件I-V特性的影响。模拟结果表明,采用富In组份的势阱有利于降低峰值电压,提高发射区掺杂浓度有利于增大峰值电流密度,而散射则会导致谷值电流增大,影响其负阻特性。 展开更多
关键词 磷化铟基共振隧穿二极管 电流-电压特性 非平衡格林函数法 散射
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用于脉冲功率领域的碳化硅四层器件性能概述 被引量：5
16
作者 梁琳 潘铭 +1 位作者 舒玉雄 张鲁丹 《现代应用物理》 2016年第2期48-54,共7页
综合论述了基于碳化硅(SiC)材料制备的四层器件在脉冲功率领域的应用现状或前景。调研了SiC超级门极可关断晶闸管(super gate turn-off thyristor,SGTO)的研究进展,总结了近年来获得的实验结果。实验研究了SiC发射极可关断晶闸管(emitte... 综合论述了基于碳化硅(SiC)材料制备的四层器件在脉冲功率领域的应用现状或前景。调研了SiC超级门极可关断晶闸管(super gate turn-off thyristor,SGTO)的研究进展,总结了近年来获得的实验结果。实验研究了SiC发射极可关断晶闸管(emitter turn-off thyristor,ETO)的开通过程。结果表明,开通dI/dt可以在一定条件下受控,以适应脉冲功率或电力电子变换的不同需求,实验获得最大功率密度为329kW·cm^(-2)。建立了SiC反向开关晶体管(reversely switched dynistor,RSD)二维数值模型,论证了开通原理的可行性,热电耦合模型以SiC本征温度为依据据,SiC RSD的功率密度达MW·cm^(-2)量级。 展开更多
关键词 SIC SGTO SIC ETO SIC RSD 碳化硅 脉冲功率
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发光二极管的研究现状与发展趋势 被引量：6
17
作者 罗海荣 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期299-303,共5页
Ⅱ－Ⅳ族、Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体是制作显示器件的重要材料，随着制作工艺日趋成熟，发光二极管已广泛地应用于国民经济各部门。本文主要介绍了国内外发光二极管的研究现状和发展趋势。
关键词 半导体器件 半导体技术 发光二极管
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具有跟踪温度变化能力的LCD负电压发生器设计 被引量：1
18
作者 胡玉祥 《电测与仪表》 北大核心 2003年第2期50-51,42,共3页
介绍了一种能够跟踪温度变化的负电压发生器的设计方法,该方法以MAX749芯片为核心,外围元件很少,运行效果良好,当用于LCD电源时,能使LCD的显示亮度适宜。
关键词 LCD 负电压发生器 温度自动跟踪
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高可靠高亮度AlGaInP发光二极管
19
作者 田咏桃 仉志华 +1 位作者 郭伟玲 沈光地 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期205-208,共4页
分析了隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管的工作原理,测试了不同注入电流下管芯的轴向光强,得到了轴向光强随注入电流的变化关系。20 mA注入电流条件下,发射峰值波长为620 nm的隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管,透明封装成视角15... 分析了隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管的工作原理,测试了不同注入电流下管芯的轴向光强,得到了轴向光强随注入电流的变化关系。20 mA注入电流条件下,发射峰值波长为620 nm的隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管,透明封装成视角15°后平均轴向光强达到5.5 cd。对透明封装成15°隧道再生双有源区发光二极管进行了寿命实验,在温度为25°C、30 mA直流电流条件下,隧道再生双有源区A lG aInP发光二极管的寿命超过了1.2×105h。 展开更多
关键词 铝镓铟磷 发光二极管 隧道结 可靠性
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隧道再生双有源区AlGaInP发光二极管提取效率的计算
20
作者 田咏桃 仉志华 +1 位作者 郭伟玲 沈光地 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期80-84,共5页
建立了发光二极管提取效率的理论计算模型,分析了影响隧道再生双有源区AlGaInP发光二极管提取效率的主要因素,包括从出光表面出射的光、体内的光吸收损耗、衬底对光的吸收损耗、金属电极对光的吸收损耗,模拟计算了隧道再生双有源区AlGa... 建立了发光二极管提取效率的理论计算模型,分析了影响隧道再生双有源区AlGaInP发光二极管提取效率的主要因素,包括从出光表面出射的光、体内的光吸收损耗、衬底对光的吸收损耗、金属电极对光的吸收损耗,模拟计算了隧道再生双有源区AlGaInP发光二极管的提取效率,计算得到隧道再生双有源区AlGaInP LED管芯的上有源区和下有源区提取效率分别为5．24％和9．16％。 展开更多
关键词 铝镓铟磷 发光二极管 隧道结 提取效率
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