摘要：利用飞秒脉冲激光对氮化镓(GaN)功率器件进行单粒子烧毁效应定量评估技术研究,针对器件结构建立脉冲激光有效能量传输模型,理论计算了激光有效能量与重离子线性能量传输(LET)的等效关系并开展了试验验证.考虑器件材料反射率与吸收系数对激光的影响,针对介质层界面间的激光多次反射进行参数修正,减小有源区有效能量计算误差.选择一款氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)与一款肖特基势垒二极管(SBD)功率器件作为典型案例,分别开展飞秒脉冲激光正面与背部辐照试验,计算诱发单粒子烧毁的有效能量,并得到不同入射激光波长的烧毁等效LET阈值,对比了模型理论计算值与实际测量值.同时,研究结果对材料参数未知的GaN功率器件,提供了正面与背部辐照模型的激光试验波长选择参考.该工作将为激光定量评估空间用GaN等宽禁带半导体器件的单粒子烧毁效应机理研究及加固设计与验证提供技术支撑.

摘要：为了研究离子注入边缘终端对准垂直GaN肖特基势垒二极管性能的影响,对器件进行了二维模拟仿真,分析了终端区域尺寸对肖特基结边缘处峰值电场及正向特性的影响,得到了宽度5μm、厚度200 nm的最优终端区域尺寸。基于工艺仿真软件设计了Ar离子注入工艺参数,依次以30 keV、5.0×10^(13)cm^(-2),60 keV、1.5×10^(14)cm^(-2)和140 keV、4.5×10^(14)cm^(-2)的注入能量和注入剂量进行多次注入,形成了Ar离子终端结构。采用Ar离子注入终端的GaN二极管的反向击穿电压从73 V提高到146 V,同时注入前后器件正向特性变化不大。结果表明,采用优化尺寸参数的终端结构能够有效降低肖特基结边缘处的峰值电场强度,从而提高器件的反向击穿电压。

摘要：基于大功率微波输能的需求,制备了新型AlGaN/GaN非凹槽混合阳极肖特基势垒二极管(SBD)。对新型结构的器件进行了小信号建模,可用于微波输能电路设计。通过开路、短路去嵌结构法从小信号S参数中提取了器件的寄生电容、电感和电阻,结合去嵌后的S参数与直流I-V、C-V特性曲线提取了器件的本征参数。综合寄生和本征参数建立了器件的小信号模型,将模型仿真结果与器件的实测结果进行了对比,同时引入误差因子评估了模型的准确度。结果表明,在0.1~10 GHz内,回波损耗相对误差小于4.1%,插入损耗相对误差小于3.7%,验证了所提出模型的可行性和准确性。