摘要：主要研究了垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管的器件特性。利用理论计算和器件模拟,系统地设计和优化了n型氮化镓漂移层的掺杂浓度和厚度以及鳍宽度的参数,使得击穿电压和导通电阻达到最佳的折衷。经过最终优化后,当n型氮化镓漂移层的掺杂浓度、漂移层的厚度、鳍宽度分别为5×10^(15)cm^(-3)、10μm、0.2μm时,得到高击穿电压为1150 V、低导通电阻为1.01 mΩ·cm^(2)、高Baliga优值为1.31 GW/cm^(2)。结果表明,通过本文方法优化的垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管可用于大功率和高压场合。

摘要：文章设计了一款基于氮化镓(GaN)的微机械谐振器。该器件采用氮化镓具有较高的声速和优异的压电系数性质及其二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)作为可开关嵌入电极,通过压电材料薄膜内正交应力(σ_(x)和σ_(y))产生厚度剪切振动模式实现增强器件振荡特性;采用平面和微机械工艺进行流片,详细说明了器件工艺过程,特别是肖特基和欧姆接触工艺,得到了尺寸为70μm×100μm谐振单元物理。该器件由电极、压电薄膜、电极组成高迁移率晶体管(high electron mobility transition,HEMT)结构,使得谐振器增加了机电共振效果。测试结果表明器件的谐振频率为26.3 MHz,品质因数为2620。通过实验对器件施加不同的栅极电压,在AlGaN/GaN界面上由于自发极化和压电极化而能够产生较大电荷密度和较高速的电子迁移率的二维电子气层。实验结果表明:HEMT的栅极电压引起的沟道的2DEG对谐振器的机电转换特性具有一定的影响,提高了谐振器的性能。该研究对于谐振器的研制具有一定的指导意义。

摘要：GaN不仅具有与硅媲美的较高声速,而且也有与氮化铝相当(AlN)的大压电系数,所以是制作MEMS谐振器的有力备选材料.研究设计了一款硅基压电氮化镓(GaN)MEMS谐振器.利用GaN中的二维电子气(2DEG)可作为开关嵌入电极的特性,通过GaN压电材料实现由电极、压电薄膜、电极组成薄膜微机械谐振器.工作时在两个电极之间的压电薄膜内产生厚度剪切振动模式,压电薄膜内部就形成了振荡,通过压电效应的正交应力(σx和σy)能够提供相关的应力场从而增加机电共振.使用微机电系统技术和平面加工工艺对谐振器进行了制作,GaN谐振单元物理尺寸90μm^(2).采用了无需加载功率对于谐振器无损伤的XeF2气体释放硅基底(111)形成了GaN谐振器,这样能够减少谐振器的粗糙度、较小残余应力,避免杂质和缺陷造成的散射.测试表明,谐振频率为12.56 MHz,谐振腔的品质因数为3600.

摘要：报道了一种利用AlGaN/GaN异质结中二维电子气导电且阈值电压可调的垂直氮化镓场效应管,通过双横向沟道的设置,在提高氮化镓器件电流密度的同时,通过改变器件顶部氮化镓刻蚀区域实现了器件阈值电压可调节。使用器件仿真TCAD软件,分析了不同刻蚀区域时器件的击穿电压、阈值电压之间的关系,在实现电流密度较高、耐压特性较好的同时,器件阈值电压可达1.02~1.68 V,并且得到最优刻蚀区域条件下,器件的阈值电压为1.18 V,源极输出电流密度可达7.2 kA/cm^(2),击穿电压为750 V左右,导通电阻为0.52 mΩ·cm^(2)。

摘要：基于亚波长光栅的泄漏模共振效应和等效介质理论,利用Comsol Multiphysics软件设计分析了针对1 550nm工作波长的一维悬浮亚波长氮化镓光栅偏振分束器。通过改变光栅的宽度、高度以及周期来确定最终的参数。仿真结果显示,在正入射条件下,该偏振分束器在C波段(1 530~1 565nm)对TE模具有很高的反射率,同时对TM模具有很高的透射率,消光比达到20dB以上,TM模透射率高于98%。

摘要：逆F类功放在接近饱和区工作时效率很高,将其与Doherty功放结构相结合,可以实现一种在大功率回退的情况下仍然具有很高效率的射频功率放大器。本文设计了一款基于Ga N HEMT晶体管的高效率的逆F类Doherty功率放大器,工作频带为910MHz^950MHz。单音信号测试结果显示,在930MHz处,功放回退7.5d B后漏极效率仍高达64.2%。使用3载波WCDMA信号作为测试信号,利用数字预失真技术进行线性化后,功放输出信号的上下边带邻信道功率比(ACPR)分别为-35.39d Bc和-35.9d Bc。

摘要：对大功率氮化镓基LED的关键技术,尤其是大芯片LED的结构设计,p电极的选择与制备,提取效率的提高以及倒装焊技术做了重点的介绍与讨论.

摘要：随着GaN基紫外材料的成熟,GaN基紫外探测器迅速发展,半导体紫外探测技术成为继红外和激光探测技术后发展起来的又一新型光电探测技术.GaN基紫外探测器以其固有的量子效率高、可靠性高、使用方便等特点,将在紫外探测、预警、天际及地空通信和紫外弱光成像系统等领域发挥重要作用.读出电路作为紫外焦平面信号调理与输出部分对紫外焦平面组件性能起至关重要的作用.封装是通用传感器组件应用前的一道重要工序,合理的封装结构对组件及系统是必要的.描述了128×128元紫外焦平面读出电路与封装的设计过程,用Cadence与Hspice软件仿真分析了3×3元读出电路的工作点以及封装要考虑的热耗散问题,最后给出了读出电路的工作点与合理封装形式的建议.文中提到的128×128元50 μm×50μm紫外读出电路已设计完成并采用Charter线宽为0.35 μm的2P4MCMOS工艺流片.

摘要：设计、制作了蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器结构,并测量其光学性质,探讨了光子晶体的晶格常数、边界形状及晶格种类对激光器特性的影响。激光器结构采用有机金属化学气相沉积法配合电子束光刻及感应耦合等离子体干蚀刻等技术制作。由角度解析光致发光系统测得绕射图案、激光发射光谱及发散角等光学性质。同时,使用平面波展开法及多重散射法计算光子晶体的能带结构与阈值增益。由实验结果得出,可由改变光子晶体的晶格常数达到调变激光器操作模态的目的。此外,光子晶体的边界形状对激光器波长及半高宽并无显著的影响,但圆形边界的阈值激发能量密度比六角形边界低0.3 mJ/cm2。另一方面,将六角晶格、四角晶格与蜂巢晶格的晶格种类进行比较,蜂巢晶格具有较小的激发能量密度(1.6 mJ/cm2)及发散角(1.3°),而四角晶格的激发能量密度(3.8 mJ/cm2)及发散角(2.2°)为三者之中最大。多重散射法求得的阈值增益与实验结果相吻合,可视为快速有效设计光子晶体激光器结构的工具。本文研究成果对今后发展高功率蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器具有指导意义。

摘要：为了进一步提升电能转换效率,介绍了一款基于650 V氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)的共栅共源级联(cascode)结构开关管及其在无线电能传输方面的应用。在GaN HEMT器件设计方面,通过仿真讨论了器件的场板设计对电容和电场的影响。所制造的cascode器件在650 V时漏电约为2 μA,在源漏电压400 V时输入电容Ciss、输出电容Coss和反向传输电容Crss分别为1 500 pF、32 pF和12 pF,动态导通电阻升高约16%。基于该款cascode器件设计并展示了一款240~320 kHz、满载功率1 kW的无线充电样机,在200~1 000 W负载范围内效率明显高于Si器件,最高效率超过95%。