一、Low-Frequency Noise Properties of GaN Schottky Barriers Deposited on Intermediate Temperature Buffer Layers（论文文献综述）
武庆智[1]（2021）在《宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究》文中研究说明随着国防武器装备和社会生产生活的科技化与信息化程度越来越高,电子信息技术产业在近几十年呈现迅速发展态势,尤其随着新一代5G通讯和装备信息化时代的到来,对射频功率器件性能提出了更高的要求。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和金刚石（Diamond）等材料为代表的第三代宽禁带半导体材料是近些年微波功率器件得以在高性能和小型化方面快速发展的重要基础,其中尤以GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）最具代表性。但由于GaN HEMT器件工作过程中存在较为复杂的物理效应,对其工作机理和特性表征方面的研究仍需继续。器件模型作为连接器件制备工艺和电路设计开发的桥梁,是深入研究GaN HEMT器件工作机理的重要手段。目前已开发出的经验基等效电路模型（紧凑模型）普遍存在拟合参数较多、参数提取困难和物理意义不明确、难以关联器件工艺等问题。且随着新材料和新结构的出现,经验模型也不便于将多种物理效应进行嵌入和表征,不利于后续模型随工艺线升级而更新换代,而物理基紧凑模型可以较好地解决上述问题。因此,本文围绕AlGaN/GaN HEMT器件,从器件半导体理论出发,建立了物理含义明晰、能够准确表征器件特性且能够用于电路设计的物理基紧凑模型。并深入研究器件热效应及力电效应,分别针对金刚石基GaN HEMT器件和柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件建立了物理解析热电耦合模型和力电耦合模型。主要研究内容包括:（1）费米势Ef与二维电子气密度ns解析模型研究。针对现有物理模型存在的模型方程连续性差、计算量大以及难以集成进紧凑模型进行电路设计应用等问题,本文提出了一种准确计算费米势和2DEG（two-dimensional electron gas）密度的解析建模方法。首先通过研究三角势阱中二维电子气形成机理,分区域推导得到了Ef和ns在各工作区域中关于偏置栅压的解析表达式。然后引入区域过渡函数,建立了全域内连续、统一的Ef和ns解析模型。通过与数值计算结果进行对比验证,表明解析模型与数值解吻合度达到98%,且具备良好连续性,为后续建立器件物理基大信号模型奠定基础。（2）基于表面势的GaN HEMT物理基大信号模型研究。针对经验基等效电路模型拟合参数较多、参数提取难度大和参数缺乏物理意义等问题,以及传统表面势模型迭代计算量大、方程为隐性表达式难以嵌入电路设计的缺陷,本文提出了一种基于表面势的物理基大信号紧凑模型建模方法。基于表面势推导得到了连续可导的电流-电压（I-V）和电荷/电容-电压（Q/C-V）特性方程,实现了自热效应、陷阱效应、载流子速率饱和与击穿等物理效应的准确解析建模。结合分区域缩放原则,最终建立了具有缩放特性的物理基大信号紧凑模型。通过与X波段国产0.25μm工艺不同栅宽器件进行对比验证,结果表明模型具备良好的连续性和对称性,能够准确模拟器件直流、S参数、大信号功率、效率和高次谐波等特性,模型的输出功率和功率附加效率精度均大于94%,满足电路设计要求。本文提出的模型与Angelov经验基模型相比拟合参数数量减少47%,与最新报道的准物理基区域划分模型相比参数数量减少24%,且具有物理效应更易嵌入的优点。（3）金刚石基GaN HEMT器件热效应及其紧凑模型研究。针对现有GaN HEMT器件热模型因忽略界面热阻或简单将其采用定值代替而造成的结温预估不准确问题,本文基于有限元分析方法建立了一种可准确反映器件沟道结温的三维热仿真模型,并采用物理意义明确的物理解析方法实现键合层热效应Radh表征。将所提取的与结构尺寸、材料参数和耗散功率相关的解析热阻模型嵌入到大信号模型中,最终实现了大信号热电耦合模型建立。与红外热成像测试数据对比表明热模型精度达到97%,仿真精度提高10%,大信号热电模型输出功率和效率精度均大于95%。通过衬底转移前后器件特性对比分析和沟道结温影响因素分析,表明该模型既可用于研究工艺参数与器件热特性之间的关系,也可用于分析金刚石衬底引入的作用机理及对大信号特性的影响。（4）柔性GaN HEMT器件物理解析力电耦合模型研究。现有柔性GaN HEMT器件应力模型大多为三维有限元仿真模型,难以嵌入电路仿真软件中对功率特性进行研究。少数解析模型也仅停留在电流模型的定性分析层面,且无法对相同应变状态下器件应变特性相反的现象进行解释。基于以上问题,本文提出了一种针对柔性GaN HEMT器件的力电耦合模型。在二维电子气密度方程推导过程中引入应变参量,综合考虑了压电极化效应、肖特基势垒高度、能带结构和表面态密度等因素对器件应变特性的影响。模型能够准确预测器件在不同应变状态下的输出特性,同时可用来解释GaN HEMT器件在相同应变状态下展现出相反的应变特性这一现象,具备更好的适用性。通过所制备的0.25μm工艺Parylene衬底柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件验证表明,模型可准确描述器件不同应变状态下的阈值电压、电子气密度、电流和输出功率等特性,输出功率和功率附加效率的精度均大于96%。该模型对于深入了解GaN HEMT器件应变特性,并对通过应变工程改善器件工艺、提高器件性能具有指导意义。
刘增[2]（2021）在《氧化镓薄膜基日盲光二极管与光晶体管的制备与性能研究》文中指出宽禁带半导体氧化镓（Ga2O3）具有4.5-5.2 eV的直接带隙（Energy-Band Gap,Eg）与超过 3 000 的巴利加优值（Baliga’s figure of merit,BFOM）,基本物性可以使其在电磁光谱的日盲紫外区有着强吸收以及在低频直流器件中有低的直流损失。在日盲探测器应用领域,相比于铝镓氮（AlGaN）和镁锌氧（MgZnO）等合金材料而言,Ga2O3有更好的材料稳定性和可控性,且有着低于金刚石（diamond）的材料成本。目前,Ga2O3可以通过磁控溅射（Magnetron Sputtering）、脉冲激光沉积（Puled Laser Deposition,PLD）、分子束外延（Molecular Beam Epitaxy,MBE）、原子层沉积（Atomic Layer Deposition,ALD）、金属有机化学气相沉积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD）等多种薄膜生长技术制备;其单晶衬底也可以通过简单的熔融法来生长,如浮区法（Floating Zone,FZ）、导模法（Edge Defined Film Fed,EFG）与提拉法（Czochralski,CZ）等。从器件结构角度来说,肖特基光二极管型探测器可以实现更低的噪声（或暗电流）和更高的光响应,光晶体管型探测器的光电流与光暗电流比可以通过栅极电压来加以有效控制,且易于实现大增益强响应的光电性能。故此,本博士论文基于Ga2O3薄膜材料,制备Ga2O3基肖特基二极管与晶体管结构的日盲紫外光电探测器。主要研究成果如下:（1）利用磁控溅射生长技术制备的β-Ga2O3单晶薄膜,借助紫外光刻手段制备β-Ga2O3肖特基势垒光二极管（Schottky Photodiode）,并探究其在日盲探测领域的应用。该器件的暗电流（Idark）为1.32×10-11A,在波长254 nm的紫外光照射下,其光暗电流比（Photo-to-Dark Current Ratio,PDCR）为 2.83×105,光响应度（Responsivity,R）为 144.46 A/W,探测度（Detectivity,D*）为 7.29× 1014 Jones,外量子效率（External Quantum Efficiency,EQE）为64711%。在零偏压下,该器件的及为0.73 mA/W,D*为3.35×1010 Jones,充分地说明该器件可以实现自供电运行。此外,在±180V的高压下,该器件依然展现了稳定的工作状态。（2）基于上一成果,鉴于器件尺寸对器件运行的重要影响,利用MOCVD生长技术制备的β-Ga2O3单晶薄膜制备了具有不同器件尺寸的β-Ga2O3光二极管探测器。它们具有不同的通态电阻,得益于所制备薄膜的良好的均匀性与高质量,所有器件的及为175A/W-1372A/W、EQE为85700%-671500%,D*为～1014Jones。这一器件性能水平优于绝大多数的同类器件水平。结果表明,更小的器件尺寸（更高的通态电阻）导致更高的Idark、Iphoto与R,器件性能对器件尺寸（通态电阻）有着明显且规律的依赖关系。（3）从器件结构设计的角度出发,考虑到金属氧化物半导体（MOS）结构器件中高k绝缘氧化物介质钝化利于遏制反向漏电,利用MOCVD生长技术制备的β-Ga2O3单晶薄膜,首次报导了 Ga2O3基MOS结构的光二极管日盲探测器,其反向漏电相比于金属半导体结构的肖特基光二极管更低,PDCR更高,并类比了 MOS器件与肖特基二极管的光电特性·;且由于在二极管导通与截止端的电子输运分别遵从电子隧穿与热电子发射理论而使器件实现了光电导模式（Photoconductive Mode）与耗尽模式（Depletion Mode）的双工作模式（Dual-Mode）,在零偏压条件下亦可以稳定地自供电运行。（4）鉴于FET中栅压对沟道电流的有效控制,为了获得具有大增益光响应优异的探测器件,利用MOCVD生长技术制备的Si掺杂β-Ga2O3（β-Ga2O3:Si）单晶薄膜,首次制备了 β-Ga2O3基肖特基栅金属半导体场效应晶体管（Schottky-Gated MESFET）日盲紫外探测器。该器件的开启电压（Turn-On Voltage,Von）为4.04 V,低于同类器件的Von,亚阈值摆幅（Subthreshold Swing,SS）为1.4 V/dec。在入射光波长为254 nm、辐照光强为245 μW/cm2时,其PDCR为4.85×104,线性动态范围（Linear Dynamic Region,LDR）为 93.7 dB,R为 74 A/W,D*为2.15×1014 Jones,EQE为3.6×104%。实现了低Von低功耗的增强型MESFET探测器。
张学敏[3]（2021）在《石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究》文中认为石墨烯、宽禁带半导体和新型二维半导体材料都具有各自的优异的结构性质和光电特性以及广阔的应用前景,当然它们也存在各自的局限性。近年来针对石墨烯和宽禁带半导体或二维材料的异质结构的制备和器件应用已经成为了研究热点。这种异质结构可以性质互补,更好的发挥出材料的优势,实现应用性能的卓越提升。虽然目前各研究小组已在相关领域取得了较多进展,但是还有很多方面值得更深入的研究,例如异质结构制备的新方法以及异质结光电器件的性能优化等。本论文以石墨烯和GaN、SiC、金刚石及黑磷等材料的异质结制备为主要基础,以光电探测器应用领域为主要研究方向,深入探索了上述材料的结合性质和器件光电性能优化。主要开展了如下研究工作:（1）CVD偏析法制备高质量石墨烯薄膜以及石墨烯和GaN异质结构的制备研究。提出了一种在Ni膜上结合H2刻蚀石墨烯实现偏析法合成石墨烯的方法,对此方法的实验设计和合成过程进行了简单阐述,并通过合成后石墨烯薄膜的均匀性分析,层数可控及堆垛特性研究,氢气刻蚀作用及偏析温度效应等验证研究,论证了我们所提出的这种在Ni膜上生长石墨烯的方法具有可控性。并通过霍尔器件的制作和测试进一步证明了所合成石墨烯的高质量和优异的电学特性。接着通过采用新颖的MMA转移技术,将所合成的石墨烯转移到GaN衬底上形成异质结构,并进行了相关表征测试,验证了异质结构的基本性能。（2）对石墨烯、SiC及金刚石之间的异质结构的外延生长进行了深入的研究。基于高温CVD设备进行了外延SiC的生长研究,以及利用一炉两步法先外延SiC衬底后直接在此衬底上原位外延生长石墨烯,获得了高质量的外延碳化硅-石墨烯异质结构。接着我们实现了首次实现利用MPCVD设备在SiC上外延生长出高质量的石墨烯。并基于MPCVD设备进行了生长拓展,实现SiC上金刚石、SiC-石墨烯上金刚石以及在目标衬底上直接生长石墨烯等异质结构的制备。（3）以石墨烯-GaN为代表性异质结构,深入研究其肖特基紫外探测器件的制备、表征以及在紫外波段的探测性能研究。实现了GaN慢速低损伤刻蚀并研究了GaN慢速刻蚀对肖特基结构的影响。基于偏析法合成的石墨烯和GaN慢速刻蚀表面处理,制作出石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器,并测试其紫外探测性能。然后进一步制作出石墨烯-GaN纳米柱结构的肖特基紫外探测器,实现了紫外探测性能的优化。（4）为了实现本论文在可见光和红外领域的光电探测器拓展,我们采用范德华力堆垛的方法制备了石墨烯和黑磷的异质结构,并采用上层电极法和下层电极法两种方法制作成了光电探测器件。经过在可见光波段的光电探测性能对比,验证了我们提出的采用Mo作为下层电极的器件优越性。进一步的对该器件进行了红外波段光电探测性能研究,实现了石墨烯-黑磷光电探测器件从可见光到中红外波段的宽范围高灵敏光探测。
李骏康[4]（2021）在《高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究》文中指出近几年,信息技术的进步极大推动了集成电路制造业的发展。采用硅（Si）作为沟道材料的金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）器件是现代集成电路制造技术的基础,Si MOSFET器件性能的提升（或获得更大的工作电流）主要依赖于沟道长度的缩短。为了克服缩短沟道长度带来的短沟道效应,在摩尔定律的不断演进过程中,出现了许多改进的工艺技术,包括应变Si技术、HKMG（High-K Metal Gate）技术、FinFET技术等,它们最大程度地提高了 SiMOSFET器件的性能。目前量产级的Si MOSFET器件沟道长度已经小于20 nm,进一步减小沟道长度将变得非常困难。新型的高迁移率沟道材料能够在不缩短沟道长度的同时提高MOSFET器件的工作电流,是解决未来集成电路制造技术发展的理想方案。锗（Ge）作为与Si同族的新型半导体材料,具有比Si更高的载流子迁移率,同时兼容传统Si工艺,是非常有前景的晶体管沟道材料。本论文主要研究了 Ge MOSFET器件制备中源漏形成和栅极堆垛的新工艺技术,并探讨了 Ge沟道在隧穿场效应晶体管（Tuneling Field Effect Transistor,TFET）和铁电场效应晶体管中应用的关键问题,主要取得了以下成果:本论文基于Ge工艺提出了新源漏形成和栅极堆垛技术,实现了高性能的Ge MOSFET器件。首先,低寄生电阻、高开关比和浅结深的源漏是获得高性能MOSFET器件的必要条件,而由于Ge中掺杂离子的固溶度相比Si更低,同时掺杂离子的热扩散系数较大,传统工艺很难获得高效的Ge基源漏结:（1）本论文结合旋涂掺杂和激光退火技术,形成了具有高掺杂浓度的超浅结深p-n结,实验表明,结表面掺杂浓度是传统热退火样品的1.5倍,同时结深只有热退火样品的1/3（～20nm）,其p+/n结和n+/p结的开关比、开态电流都得到了提升,关态电流也得到了抑制;（2）本论文利用微波退火技术,实现了低阻态和高势垒的NiGe/n-Ge肖特基结,其开关比接近离子注入的p-n结,利用NiGe/n-Ge肖特基结,进一步制备了高性能的GepMOSFET器件,其源漏寄生电阻仅为传统离子注入器件的1/5,同时有效得抑制了结漏电。同时,由于Ge表面及其氧化物的不稳定性,制备高质量Ge MOS结构（包括栅氧/Ge界面和栅氧本身）也是获得高性能Ge MOSFET器件的关键:（1）在Ge MOS界面钝化方面,本论文提出利用原位臭氧后氧化处理技术,提高了 Ge氧化物的稳定性,改善了 Ge MOS界面质量,获得了小等效氧化层厚度（Equivalent Oxide Thickness,EOT）和高迁移率的 GepMOSFET 器件;（2）本论文创新性地提出具有双层MoS2/Ge量子阱结构的Ge MOSFET器件,利用双层MoS2和Ge的能带在价带和导带处的势垒差,能够在p型和n型Ge MOSFET器件中同时形成量子阱沟道,从而减少由于栅氧/Ge界面质量差引起的载流子散射,提高载流子迁移率,使Ge MOSFET器件的开态电流提升了 一倍。新输运机制的TFET器件是实现低功耗集成电路的有效解决方案,本论文研究了影响Ge TFET器件性能最重要的部分—源漏隧穿结。源漏隧穿结的掺杂浓度梯度决定了 TFET器件的亚阈值摆幅（Subthreshold Swing,SS）和开态隧穿电流。本论文采用杂质分凝技术,获得了高肖特基势垒的NiGe肖特基结源漏,并通过低温和快速测试表明,NiGe肖特基结的界面缺陷会严重影响Ge TFET器件的性能。进一步地,本论文定量表征了 NiGe肖特基结的界面缺陷,并研究了结界面缺陷对Ge基传统MOSFET器件和TFET器件电学性能的影响。本论文提出利用低温电导法,改进了电路和数学模型,定量表征了 NiGe肖特基结的界面缺陷。研究表明,减少NiGe肖特基结的界面缺陷,可以有效抑制缺陷辅助的隧穿电流,改善Ge MOSFET器件的关态特性和Ge TFET器件的亚阈值特性。最近,具有铁电/绝缘层（Ferroelectric/dielectric,FE/DE）栅叠层结构的Ge MOSFET器件在FE-FET存储器和负电容场效应晶体管（NC-FET）中的应用被大量报道,本论文研究了铁电MOS结构中FE/DE界面缺陷对Ge FE-FET存储器和Ge NC-FET器件的重要影响。为了排除MOS结构中其他界面缺陷的影响,本论文采用金属/铁电/绝缘层/金属（MFIM）结构的简单电容器件,利用快速脉冲测试系统表征了 MFIM的瞬态电荷响应,从实验上证明了 FE/DE界面缺陷的存在和漏电辅助铁电极化机制（Leakage-current-assist ferroelectric polarization switching）的有效性,并定量表征了参与铁电极化的FE/DE界面缺陷密度。同时,本论文还创新性地提出利用电导法定量表征不同极化状态下的FE/DE界面缺陷密度。研究发现,FE/DE界面的缺陷密度为1014 cm-2,也就是说,FE/DE的极化主要由FE/DE界面缺陷来响应。这表明,在以FE/DE为栅叠层的Ge MOSFET器件中,铁电极化没有提高器件的载流子浓度,负电容效应有待商榷。同时,由于FE/DE界面缺陷响应了大部分铁电极化电荷,Ge FE-FET存储器的存储窗口会变小,可靠性会降低。
杨益林[5]（2020）在《太赫兹成像系统前端技术》文中认为太赫兹波泛指频率在100GHz到10THz之间的电磁波,又称为亚毫米波或者远红外光。其电磁频谱处于传统电子学向光子学的过渡区,因此具有频带宽、量子能量低、透射性好等优点。太赫兹技术在高速通信、生物医疗、射电天文、空间探测、安全检测等领域具有广泛的应用前景。在众多应用中,成像技术一直是太赫兹科学领域的前沿课题和研究热点,受到了各国政府和科研机构的高度重视。太赫兹成像系统可以实现高分辨率成像、微小目标探测、复杂环境下的目标探测以及隐身目标探测,可用于战场环境侦察、公共场所安全检查、医学疾病诊断、无损探伤等领域。太赫兹成像前端的研究水平,包括高稳定度太赫兹波源和高灵敏度探测器的性能指标,一直是决定太赫兹成像技术发展水平的关键因素。本文基于固态太赫兹技术,从半导体器件机理和建模入手,对太赫兹成像系统中的关键电路（倍频器和混频器）开展深入研究,旨在打破国外的技术垄断,开发出具有自主知识产权的太赫兹肖特基二极管、高性能太赫兹关键电路和太赫兹成像前端,推动太赫兹成像系统的全面国产化。本文主要研究内容包括以下几个方面:（1）太赫兹混频技术。混频器是太赫兹接收机的核心电路,决定了接收机的整体性能。本文自肖特基二极管建模与参数分析入手,提出二极管“场–路”结合的建模方法。为了提升混频二极管性能从而提升太赫兹混频器的整体性能,分析了二极管寄生参量对混频器变频损耗和噪声温度的影响,并提出了低寄生参量混频二极管的设计方法,该研究成果可以在未来指导国产太赫兹混频二极管结构和工艺参数的进一步优化。基于混频二极管理论,利用国产混频二极管研制了220GHz和330GHz混合集成分谐波混频器,性能均接近国际先进水平。此外,结合单片集成电路的发展,利用国产二极管工艺研制了220GHz砷化镓单片集成混频器。通过将肖特基混频二极管集成在电路基片上提升电路集成度。同时优化二极管结构尺寸,减小二极管寄生参量,从而降低混频器的变频损耗和噪声温度。实验结果与仿真预测吻合较好,验证了二极管建模准确性和电路优化方法的有效性。（2）太赫兹高效率倍频技术。固态倍频链路是当前太赫兹雷达发射前端的主要实现形式。本文针对220GHz视频合成孔径雷达的应用需求,利用国产肖特基变容二极管开展高效率220GHz三倍频器研究。首先从变容二极管的工作机理和建模方法入手,建立了二极管的精确三维电磁仿真模型。考虑肖特基二极管热效应对二极管和电路性能的影响,本文将“电–热”分析方法引入倍频器研究中。通过建立倍频二极管“电–热”仿真模型,将二极管阳极结温度纳入倍频器的电路仿真中,以此提高电路分析的准确性;这种方法的使用在国内尚属首次。基于倍频器热仿真分析,本文选用具有高热导率的Al N基板进行220GHz三倍频器设计。实验结果表明本文中的220GHz三倍频器峰值输出功率为38.2m W,峰值倍频效率为17.8%,为当前所有公开文献中同频段三倍频器之最。同时,基于“电–热”分析的仿真方法与传统的仿真方法相比,仿真结果与实测结果更为一致,验证了本文使用的“电–热”分析法的有效性。（3）太赫兹集成接收前端研究。小型化和集成化已成为当前太赫兹前端和系统发展的必然趋势。本文开展220GHz宽带集成接收前端研究,在研究中发现本振倍频器与太赫兹混频器不经匹配直接相连会导致混频器和宽带接收机前端性能的恶化。为了解决这一问题,本文总结了基于负载牵引阻抗提取方法和谐波平衡仿真法的太赫兹接收机前端中混频器与本振倍频器的级间匹配方法。利用该方法研制的220GHz集成接收前端性能优于220GHz混频器与110GHz倍频器直接级联得到的接收机前端,同时,模块整体尺寸减小了50%,在保证前端性能的同时实现了接收机前端的小型化。（4）太赫兹成像前端系统验证。在完成太赫兹成像前端关键电路的基础上,本文继续开展太赫兹成像系统实验研究,通过太赫兹成像结果检验太赫兹成像前端的性能。首先利用220GHz和330GHz低噪声混频器搭建了辐射计实验系统。实验结果表明,220GHz辐射计和330GHz辐射计的亮温灵敏度分别为0.46K和0.33K。随后利用两个频段的辐射计搭建了太赫兹机械扫描被动成像系统。系统成像效果良好,验证了太赫兹被动成像前端的良好性能。除此之外,本文同时开展了330GHz逆合成孔径雷达和220GHz视频合成孔径雷达的实验研究。本文中报道的330GHz混合集成混频器、220GHz混合集成混频器和220GHz高效率倍频器为这两套主动成像系统的核心模块。这两套高分辨雷达系统的成像结果进一步验证了太赫兹主动成像前端的性能。
吴忧[6]（2020）在《基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究》文中研究表明GaN基材料是第三代半导体材料的典型代表之一,是直接宽禁带材料,具有优异的光电特性和良好的稳定性,是制备高频高温高压大功率器件和高性能光电器件的优选材料。然而目前GaN基紫外光电器件性能仍然不理想,制约器件性能的主要原因包括材料结晶质量差,p型掺杂困难等。对于GaN基探测器性能提升的技术路线主要分为材料生长优化和器件设计两个方面,本论文围绕器件设计的技术路线,展开对基于GaN基新型高性能、多功能化的光电探测器研究。本论文探索了利用低维微纳结构提高GaN基紫外光电探测器性能的新方法。研究内容主要分为三个部分:第一部分是基于金属等离激元,利用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）原位制备Al等离激元纳米颗粒并实现对Al GaN基紫外探测器性能提升。第二部分是自组织GaN量子点生长与石墨烯复合结构高效探测器研究。第三部分为GaN紫外/MoS2可见光双色探测器研究。本论文的主要研究成果如下:1、基于MOCVD生长动力学原理和第一性原理计算,提出并实现了Al等离激元纳米颗粒的MOCVD原位生长,有效提升Al GaN基紫外探测器光电响应特性。作为有效增强紫外光电器件的等离激元材料,目前金属Al纳米颗粒的制备方法均为异位制备,本论文则从生长原理和理论计算出发,提出并实现了Al等离激元纳米颗粒的原位制备。采用MOCVD方法,在Al GaN外延层生长完成后,通过Al有机金属源（TMAl）的方式,实现Al纳米颗粒的原位制备,并应用于Al GaN基紫外光电探测器,显着提高了器件的响应特性,实现了Al GaN基探测器响应度最高超过9倍的提升,并对原位Al等离激元的生长机理以及器件增益机理进行分析研究。2、实现了自组织GaN量子点生长,并将化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯转移至GaN量子点表面形成复合结构探测器,实现高效光探测。利用液滴外延法实现了GaN量子点结构的MOCVD生长,对量子点样品的表面形貌、成分以及发光特性等进行研究,分析了量子点形成机理和生长演变规律。并研制了GaN量子点/石墨烯复合结构的光电探测器,通过将化学气相沉积生长得到的石墨烯材料转移到GaN量子点/Al N材料上,得到零维/二维的新型光电探测器,器件在10 V偏压下最高响应度达9.36 A/W。3、通过在GaN衬底上生长高质量的MoS2材料,实现了GaN基紫外探测器和MoS2基可见光双色探测器的单片集成。利用化学气相沉积生长方法在与MoS2材料晶格匹配度很高的自支撑GaN衬底上,获得高质量单层MoS2材料,并通过常规的半导体器件工艺实现高性能紫外-可见光双色探测器的单片集成,GaN紫外探测器的峰值响应度达到172.12 A/W,而MoS2可见光检测器的响应度达到17.5 A/W。同时,双色探测器均实现了高光电流增益,高外量子效率,高归一化检测率和低噪声等效功率。
李善杰[7]（2020）在《多应力条件下GaN功率器件的可靠性测试及其退化机理研究》文中研究说明氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料（也称宽禁带半导体材料）,其禁带宽度、电子迁移速度、击穿电场和工作温度等皆远大于硅（Si）与砷化镓（Ga As）,具有作为电力电子器件和射频器件的先天优势。近年来,GaN基高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）器件由于其高频高功率,开关速度快等优异性能在功率器件,微波器件等领域表现出巨大的应用潜力。而GaN基肖特基二极管得益于GaN材料的优异特性也成为功率器件的研究热门。GaN功率器件的可靠性测试及失效机理分析对其推广应用有着十分重要的意义。近年来,GaN功率器件的可靠性研究一直是相关领域的研究热点。虽然在高温高场方面进行了较多的研究,但多应力条件（热,电）下器件的可靠性依然是困扰研究人员的一个技术大难题。本论文针对目前GaN功率器件中较为成熟的三类器件,包括:GaN MIS-HEMT（Metal-Insulator-Semiconductor HEMT）、p型栅（p-GaN gate）HEMT以及GaN基肖特基二极管（SBD）,开展包括偏压应力,温度应力等应力条件在内的可靠性研究,对器件在多应力条件下的退化行为及其机制进行了全面的研究和系统的分析。以下是主要研究内容:（1）研究了常开型GaN MIS-HEMT器件在不同工作状态下器件退化的时间依赖性,其中器件的工作状态通过设置不同的栅漏偏压条件来控制。对器件三种不同工作状态下（关态,半开态,开态）的阈值电压Vth,跨导gm,饱和漏电流Idsat进行实时监控,分析偏压应力对器件性能的作用规律,解释了器件不同工作状态下的退化机制。当器件处于关态时,受高负栅偏置的影响,器件阈值电压负飘的主要机制是栅介电层的电荷俘获。当器件处于半开态时,热电子效应是器件退化的主要机制,高能热电子的注入将导致器件阈值电压发生不可恢复的负飘以及饱和漏电流的下降。当器件处于全开态时,阈值电压几乎不变化而饱和漏电流由于器件自热效应急剧下降。（2）对p型栅Al GaN/GaN HEMT器件进行高温反偏（HTRB）以及负栅偏压温度不稳定性（NBTI）研究。通过对器件长程应力实验过程中阈值电压以及导通电阻的实时监控,结合实验前后电学性能的变化,分析反偏应力以及温度对器件的作用机制。研究结果表明,高的反偏应力能引起p-GaN层的空穴发射,且导致虚栅效应的产生,最终导致阈值电压的正向飘移和导通电阻的退化。而负栅偏置能导致Al GaN层及其表面的电荷俘获,导致阈值电压负飘。实验还表明温度升高能加速Al GaN层及其表面的电荷俘获过程。（3）制备了垂直结构的GaN基肖特基二极管（SBD on GaN）,并对GaN基肖特基二极管的高温下性能可靠性进行了研究。在温度梯度下对SBD的电学特性进行测试,分析了器件性能的温度依赖性以及器件高温下的反向漏电机理。结合AFM以及c-AFM（导电原子力显微镜）对表面形貌以及表面电荷分布的表征,证明了器件在高温环境下会有更多的缺陷被激活从而形成漏电通道导致器件反向漏电流增大。
岳少忠[8]（2020）在《AlGaN/GaN HEMT器件的辐射损伤实验研究》文中研究表明氮化镓（Ga N）半导体相比于其他几种半导体材料,具有宽禁带（3.39 e V）、高电子迁移率、强抗辐照能力等优点。Ga N基器件凭借这些突出特点,在高频、大功率电子器件领域中具有很大的竞争力。其中,基于Ga N异质结材料的高电子迁移率晶体管（HEMT）在不进行任何掺杂的情况下,仅依赖材料自身的极化即可在器件的Al Ga N/Ga N界面产生面密度为～1013/cm2的高浓度二维电子气（2-DEG）,已成为宽带通信卫星、相控阵雷达等设备中的关键元器件,在航空航天、军事领域中发挥了重要作用。但GaN HEMT器件在航天应用中,仍面临着复杂的辐射环境所带来的严峻考验。因此,研究GaN HEMT器件的辐射效应,深入探索辐射导致的器件缺陷微观特性及其与器件电学特性退化的联系,揭示GaN HEMT器件的辐射损伤机理,具有十分重要的研究意义。本文针对GaN HEMT器件的辐照可靠性问题,开展了空间辐照实验研究,并取得以下研究结果:（1）开展了AlGaN/GaN HEMT器件的3-MeV质子辐照实验。实验结果显示,质子辐照后器件的电学性能出现了明显的退化。对质子辐照前后的器件开展了低频噪声（LFN）测试,测试结果发现质子辐照之后,器件的缺陷密度明显增加,分析认为质子辐照后器件沟道层产生的缺陷是器件电学性能退化的主要原因。（2）开展了基于氢处理后的AlGaN/GaN HEMT器件的质子辐照实验。实验结果显示,相比未做过氢处理的AlGaN/GaN HEMT器件来说,氢气处理后的器件在质子辐照后出现了更加严重的退化。对实验前后的器件进行了低频噪声测试,测试发现基于氢处理的3-Me V质子辐照使得器件产生了更多的感生缺陷。（3）对质子辐照后的AlGaN/GaN HEMT器件进行了高温退火实验。结果显示,高温退火后器件的电学性能得到了改善,但是基于氢处理的质子辐照器件在高温退火后电学性能改善的幅度小于未做过氢处理的质子辐照器件的。分析认为,氢处理后的器件在质子辐照后内部形成的新缺陷比质子辐照后产生的缺陷稳定性更好,高温退火更难改变其缺陷状态。（4）开展了AlGaN/GaN异质结晶圆片的重离子辐照实验。首次借助导电原子力显微镜（CAFM）对重离子辐照后产生的潜径迹进行了表征。实验结果显示,Ta离子辐照后,样品的Al Ga N表面出现了高电流点,其浅径迹的产生率为100%,潜径迹尺寸在20-30 nm,潜径迹的漏电通道包括径迹芯和径迹晕,径迹芯和径迹晕的电流大小分布与辐照能量分布一致。
纪东峰[9]（2020）在《太赫兹关键技术及其辐射计应用》文中研究表明太赫兹波是频率为0.1THz10THz的电磁波,其频谱位于微波和光波之间,同时具有传统微波和光波的优点,是国际学术界公认的具有重大科学价值和战略需求的前沿技术领域。太赫兹波一系列独特的特性使其具有巨大的应用前景,可广泛用于大气和环境监测、高速无线移动通讯、安全检测、射天天文等领域。以太赫兹辐射计为主体的太赫兹被动探测技术是太赫兹技术的重要应用之一,具有高灵敏度、高分辨率等优点,能为大气成分探测提供有效的技术手段,可广泛应用于大气科学研究、环境监测和灾害性天气预报,是国家自然科学基金“十三五”发展规划中的优先发展领域。本文基于固态太赫兹技术,围绕太赫兹辐射计的实现,从肖特基二极管的建模和自主研发着手,对辐射计关键电路（混频器和倍频器）的集成化开展了深入研究。基于关键电路性能的突破,搭建了太赫兹辐射计实验验证系统,并对辐射计前端的单片集成进行了初步研究。本文主要研究内容有:（1）太赫兹谐波混频技术。谐波混频器是辐射计中的变频电路,起到将射频信号下变频到低频的功能,是实现系统噪声接收的关键技术,对提高系统性能起着至关重要的作用,特别是在缺乏固态低噪声放大器的太赫兹频段,混频器的性能更是直接决定了整个系统的性能。本文从理论上分析了肖特基二极管的物理机理及其非线性特性,建立了二极管的三维精确电磁模型,探讨了二极管封装对寄生参量的影响。结合寄生参量影响因素,优化了二极管封装,提出了小封装垂直深沟道、大宽度空气桥结构。基于二极管模型,对混合集成谐波混频电路开展了研究,并提出了一种基于场路结合的电路优化方法,来提高电路优化效率。该方法的核心是:对混频电路按照功能进行子单元电路分解,并将HFSS中优化的子单元电路线性电磁特性等效入ADS中,与二极管理想非线性模型相结合,进行性能优化。研究了GaAs单片集成、异质集成等集成技术在太赫兹谐波混频电路中的应用,通过二极管与电路的集成提高了集成度。基于砷化镓基片梁式引线技术,探索共面波导在太赫兹混频器中的应用,并通过热压金属键合工艺实现了电路的无银胶封装,提高了电路封装精度。研究了高次谐波混频器的基本原理,针对不同次数谐波混频对电路的不同需求,提出了针对性的电路,实现了对更高频段太赫兹谐波混频器的性能突破。搭建实验平台,对多种谐波混频器开展了实验研究。（2）太赫兹单片集成三倍频技术。基于半导体器件的频率倍增技术是产生太赫兹频率源的重要技术途径。本文以肖特基变容二极管工作机理为切入点,建立了二极管精确电磁模型,探讨了肖特基变容二极管主要寄生参数对倍频性能的影响,设计了用于260GHz-300GHz三倍频电路的变容二极管。基于12μm GaAs工艺,提出了采用共面波导的260GHz-300GHz三倍频电路,通过热压金属键合工艺实现了三倍频电路的无银胶封装。搭建实验平台开展了实验研究。实验结果表明,在输入功率为10mW时,三倍频器有8%的峰值效率;在输入功率为120mW时,三倍频器有4.9mW的输出峰值功率,此时倍频效率为4.08%。测试与仿真结果在趋势上表现出了较好的一致性,验证了二极管建模和电路仿真优化的有效性。（3）太赫兹辐射计技术。在实现太赫兹关键电路的基础上,本文搭建了380GHz和582GHz辐射计实验验证系统。通过Y因子测试法测得,380GHz辐射计等效噪声温度为3024.6K,当积分时间为20ms,检波前带宽为120MHz时,亮温灵敏度为3.89K;582GHz辐射计的等效噪声温度为2756.4K,当积分时间为20ms,检波前带宽为120MHz时,辐射计亮温灵敏度为3.22K。
竺贵强[10]（2020）在《毫米波GaN HEMT功率器件准物理大信号模型研究》文中研究说明氮化镓（GaN）高电子迁移率（High Electron Mobility Transistor,HEMT）晶体管具有工作频率高、输出功率密度大、功率效率高等特点,已经广泛应用于雷达、卫星、5G等通信系统中。准确、简单、可缩放、物理意义清晰的器件模型对电路设计、器件优化都至关重要。工作在W波段（75～110 GHz）的GaN HEMT器件,由于寄生效应复杂,模型参数变得不易提取,模型的高频精度和缩放性都有待改进。2017年新兴的GaN HEMT准物理区域划分（Quasi-Physical Zone Division,QPZD）模型具有参数少、准确性高、物理意义明确等特点,但模型的表达式和参数提取方面仍存在问题,显着的短沟道效应在模型中也缺乏考虑。因此,面对短沟道GaN HEMT器件的高频应用,以及对准确、简洁、物理意义明确的大信号模型的需求,建立可应用到W波段、包含主要短沟道效应的准物理大信号模型具有重要意义。本文基于国产0.1 μm工艺,对毫米波GaN HEMT功率器件的准物理大信号模型进行了深入研究:1.毫米波小信号模型研究。针对W波段小信号寄生效应复杂的问题,提出了新的模型等效电路和参数提取方法。该等效电路引入了总线抽头,并将寄生部分划分为总线、总线抽头、栅/漏指三部分,物理意义清晰且便于寄生参数的缩放。针对模型参数变多,不易提取的问题,对于寄生电容参数,提出了三种新的电磁仿真结构,通过全波电磁仿真提取寄生电容;对于寄生电感参数,通过测试与解析表达式相结合的方法进行提取,所提取出的参数值跟器件的物理尺寸更相符。通过不同尺寸GaN HEMT器件的验证结果表明,模型在1～110 GHz范围内具有较高的精度,平均误差在5%～8%之间。2.基于区域划分的GaN HEMT准物理大信号模型研究。针对原QPZD模型表达式不准确、拟合参数多、参数提取困难的问题,提出了新的模型表达式和参数提取方法;针对原模型无法模拟短沟道漏端引入的势垒降低（Drain Induced Barrier Lowing,DIBL）效应的问题,提出了新的DIBL效应的模型。在不含DIBL效应的情况下,核心漏源电流Ids的模型参数由原来的16个减少至14个,且拟合参数更少,提参方法更简单、准确,模型物理意义更明确,跟经验基的Angelov以及物理基的表面势模型相比,模型参数少50%以上。经测试数据验证,所建立的完整大信号模型,能够准确地模拟器件的S参数、直流、输出功率、增益及功率附加效率等特性。3.毫米波GaN HEMT大信号缩放模型的研究。针对传统缩放规则对晶体管寄生部分表征不准确的问题,提出了新的寄生参数缩放规则,引入了总线抽头的缩放,并对总线寄生电容、电感、栅/漏指电感的缩放规则进行了修正,建立了完整的大信号缩放模型。通过不同栅宽、栅指数量的GaN HEMT器件的验证结果表明,本文所提出的缩放模型,可以准确模拟不同尺寸器件的S参数、直流、输出功率、增益及功率附加效率等特性。
二、Low-Frequency Noise Properties of GaN Schottky Barriers Deposited on Intermediate Temperature Buffer Layers（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Low-Frequency Noise Properties of GaN Schottky Barriers Deposited on Intermediate Temperature Buffer Layers（论文提纲范文）
（1）宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 微波GaN HEMT器件与模型的国内外发展动态 |
| 1.2.1 器件方面 |
| 1.2.2 模型方面 |
| 1.3 本论文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 GaN HEMT器件表面势模型基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GaN材料与器件特性 |
| 2.2.1 材料特性 |
| 2.2.2 器件典型结构和工作原理 |
| 2.3 紧凑模型基础 |
| 2.4 GaN HEMT表面势模型建模基础 |
| 2.4.1 模型基本方程 |
| 2.4.2 费米势E_f和2DEG密度n_s解析计算 |
| 2.4.3 结果验证及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SiC基 AlGaN/GaN HEMT器件物理基表面势模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内核模型方程推导及验证 |
| 3.2.1 本征漏源电流I_(ds)模型建模 |
| 3.2.2 本征栅源电容C_(gs)、栅漏电容C_(gd)模型建模 |
| 3.3 物理基表面势大信号模型研究 |
| 3.3.1 小信号模型建模 |
| 3.3.2 自热效应研究 |
| 3.3.3 陷阱效应研究 |
| 3.3.4 模型分析与在片测试验证 |
| 3.4 模型缩放特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 金刚石基GaN HEMT器件热效应及其紧凑模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金刚石基GaN HEMT器件结构和制备流程 |
| 4.3 三维热仿真模型建立及热阻提取 |
| 4.3.1 固体传热模型和热阻概念 |
| 4.3.2 三维热仿真模型建立及验证 |
| 4.3.3 沟道温度的关键影响因素分析 |
| 4.4 界面热特性分析及热电耦合模型建模 |
| 4.4.1 GaN/金刚石界面特性研究和热阻提取 |
| 4.4.2 衬底转移前后的器件性能对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件力电耦合模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔性GaN HEMT器件制备和应变测试方法 |
| 5.2.1 柔性GaN HEMT器件结构和制备流程 |
| 5.2.2 弯曲测试实验方案介绍 |
| 5.3 物理基解析力电耦合模型建模 |
| 5.3.1 AlGaN/AlN/GaN结构2DEG密度解析模型 |
| 5.3.2 物理基解析应力模型建模 |
| 5.4 模型验证与结果分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）氧化镓薄膜基日盲光二极管与光晶体管的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 氧化镓材料特性及其在日盲探测中的应用 |
| 1.2.2 氧化镓光二极管 |
| 1.2.3 氧化镓光晶体管 |
| 1.3 本论文的研究内容与结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验方法与理论基础 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 薄膜制备技术 |
| 2.1.2 材料表征 |
| 2.1.3 器件制备与测试 |
| 2.2 理论基础 |
| 2.2.1 响应度和量子效率 |
| 2.2.2 光暗电流比 |
| 2.2.3 响应时间 |
| 2.2.4 信噪比、噪音等效功率和探测度 |
| 参考文献 |
| 第三章 氧化镓日盲肖特基光二极管 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 薄膜生长与器件制备 |
| 3.3 性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 器件尺寸对氧化镓日盲肖特基光二极管性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 薄膜生长与器件制备 |
| 4.3 性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氧化镓MOS结构光二极管 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 薄膜制备与器件加工 |
| 5.3 性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 氧化镓肖特基栅控金属半导体场效应光晶体管 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 薄膜生长与器件制备 |
| 6.3 性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 附录 |
| 附录1: 缩略词汇 |
| 附录2: 本文中所涉及到的参数 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果、参会及获奖等情况 |
| 期刊论文 |
| 申请的专利 |
| 参加的学术会议与学术活动 |
| 学生工作 |
| 获奖及荣誉称号情况 |
| 参与的科研课题 |
（3）石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 石墨烯的基本性质和应用背景 |
| 1.1.1 石墨烯的原子和能带结构 |
| 1.1.2 石墨烯的光电特性 |
| 1.1.3 石墨烯的合成方法 |
| 1.1.4 石墨烯的光电应用 |
| 1.2 宽禁带和二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.1 宽禁带半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.2 二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.3 石墨烯与新型半导体材料异质结构的研究现状 |
| 1.3.1 石墨烯与宽禁带半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.3.2 石墨烯与二维半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.4 论文研究意义和主要内容 |
| 第2章 肖特基接触、欧姆接触及光电探测器理论 |
| 2.1 肖特基接触和欧姆接触 |
| 2.1.1 金属-半导体肖特基接触 |
| 2.1.2 金属-半导体欧姆接触 |
| 2.1.3 石墨烯-半导体的接触 |
| 2.2 光电探测器概述 |
| 2.2.1 光电探测器的器件结构 |
| 2.2.2 光电探测器响应机理 |
| 2.2.3 光电探测器重要参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 CVD偏析法合成石墨烯及与GaN异质结构制备研究 |
| 3.1 CVD法生长石墨烯的机理 |
| 3.2 偏析法CVD石墨烯(CVDSG)生长的实验设计和合成过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 CVDSG的均匀性分析 |
| 3.3.2 CVDSG的层数可控及堆垛特性研究 |
| 3.3.3 氢气刻蚀作用及偏析温度效应 |
| 3.3.4 CVDSG的霍尔器件测试 |
| 3.4 CVDSG与 GaN异质结构制备 |
| 3.4.1 石墨烯转移到GaN衬底的过程 |
| 3.4.2 石墨烯-GaN异质结的表征测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 石墨烯、SiC及金刚石异质结构外延生长研究 |
| 4.1 SiC外延法生长石墨烯的机理及实验相关设备 |
| 4.1.1 SiC外延法生长石墨烯的机理 |
| 4.1.2 高温CVD 设备和MPCVD设备 |
| 4.2 基于高温CVD设备外延SiC及与石墨烯异质结构制备 |
| 4.2.1 外延生长SiC研究 |
| 4.2.2 石墨烯与外延SiC异质结构制备 |
| 4.3 基于MPCVD在SiC衬底上外延生长石墨烯异质结构 |
| 4.3.1 实验过程及条件 |
| 4.3.2 结果和讨论 |
| 4.4 基于MPCVD的SiC、石墨烯和金刚石异质结构上生长 |
| 4.4.1 实验过程及条件 |
| 4.4.2 结果和讨论 |
| 4.5 基于MPCVD在目标衬底上石墨烯异质结构直接生长研究 |
| 4.5.1 实验过程及条件 |
| 4.5.2 结果和讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 石墨烯-GaN肖特基紫外探测器件研究 |
| 5.1 GaN慢速刻蚀对肖特基接触的影响 |
| 5.1.1 GaN慢速刻蚀的特性及低刻蚀损伤研究 |
| 5.1.2 慢速刻蚀的GaN垂直肖特基器件研究 |
| 5.2 石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器 |
| 5.2.1 器件的制作及表征 |
| 5.2.2 器件的光电性能测试 |
| 5.3 石墨烯-GaN纳米柱紫外探测器 |
| 5.3.1 GaN纳米柱的制作及表征 |
| 5.3.2 石墨烯-GaN纳米柱器件的制作 |
| 5.3.3 器件的光电性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 石墨烯与黑磷异质结制备及光电探测器件研究 |
| 6.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和器件制作 |
| 6.1.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和表征 |
| 6.1.2 石墨烯-黑磷的器件制作 |
| 6.2 石墨烯-黑磷光探测器光电性能测试 |
| 6.2.1 光电性能测试设备 |
| 6.2.2 可见光波段的光电性能测试 |
| 6.2.3 红外波段的光电性能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论及创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 传统集成电路制造技术的发展与挑战 |
| 1.1.1.应变Si技术 |
| 1.1.2. HKMG技术 |
| 1.1.3. SOI技术 |
| 1.1.4. FinFET技术 |
| 1.2 新型高迁移率Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.2.1 Ge沟道场效应晶体管的源漏问题 |
| 1.2.2 Ge沟道场效应晶体管的MOS界面 |
| 1.2.3 应变Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.3 新物理机制的Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.3.1 Ge沟道隧穿场效应晶体管 |
| 1.3.2 Ge沟道铁电场效应晶体管 |
| 1.4 论文的主要工作和内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 高性能Ge沟道场效应晶体管的新源漏形成技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结合旋涂掺杂和激光退火的超浅结深p-n结 |
| 2.2.1 旋涂掺杂和激光退火制备p-n结 |
| 2.2.2 Ge基p-n结的掺杂浓度分布模拟 |
| 2.2.3 结表面掺杂浓度和结深的表征 |
| 2.2.4 Ge基p+/n和n+/p结的电学性能 |
| 2.3 利用微波退火的高势垒低电阻NiGe/n-Ge肖特基结 |
| 2.3.1 微波退火制备NiGe/n-Ge肖特基结和NiGe源漏的Ge pMOSFET器件 |
| 2.3.2 不同微波退火条件和NiGe厚度的关系 |
| 2.3.3 不同微波退火条件下NiGe/n-Ge肖特基结的特性 |
| 2.3.4 微波退火对NiGe/n-Ge肖特基结势垒高度的影响 |
| 2.3.5 微波退火对NiGe/n-Ge肖特基结电阻的影响 |
| 2.3.6 微波退火的NiGe/n-Ge肖特基结对Ge pMOSFET器件的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高性能Ge沟道场效应晶体管的新栅极堆垛技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO/Ge栅叠层 |
| 3.2.1 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS工艺 |
| 3.2.2 HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS的界面特性 |
| 3.2.3 HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS的绝缘特性 |
| 3.2.4 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge pMO SFET器件 |
| 3.3 新型的双层MoS_2/Ge量子阱结构Ge MOS |
| 3.3.1 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的制备 |
| 3.3.2 双层MoS_2/Ge量子阱结构Ge MOS的表征 |
| 3.3.3 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的电学特性 |
| 3.3.4 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的可靠性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于NiGe肖特基结的低功耗Ge沟道隧穿场效应晶体管 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用杂质分凝的NiGe肖特基结制备Ge基隧穿场效应晶体管 |
| 4.2.1 杂质分凝的NiGe肖特基结的制备和表征 |
| 4.2.2 杂质分凝的Ge基隧穿场效应晶体管的制备 |
| 4.3 p型和n型Ge基隧穿场效应晶体管的电学性能 |
| 4.3.1 Ge基隧穿场效应晶体管的常规电学特性 |
| 4.3.2 Ge基隧穿场效应晶体管的低温电学特性 |
| 4.3.3 Ge基隧穿场效应晶体管的脉冲响应 |
| 4.3.4 Ge基隧穿场效应晶体管的性能比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 NiGe肖特基结的界面缺陷对Ge沟道场效应晶体管的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NiGe肖特基结及对应场效应晶体管的制备 |
| 5.3 NiGe肖特基结界面缺陷的表征方法及建模 |
| 5.4 利用低温电导法表征NiGe肖特基结的界面缺陷 |
| 5.4.1 结界面缺陷密度谱和时间常数谱的计算 |
| 5.4.2 不同肖特基结的界面缺陷特性比较 |
| 5.5 NiGe肖特基结的界面缺陷在晶体管中的重要意义 |
| 5.5.1 结界面缺陷对Ge MOSFET器件的影响 |
| 5.5.2 结界面缺陷对Ge TFET器件的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 铁电/绝缘层界面缺陷对Ge沟道铁电场效应晶体管的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铁电/绝缘层结构电容的制备 |
| 6.3 铁电/绝缘层结构电容的电流响应 |
| 6.3.1 电流响应的物理机制 |
| 6.3.2 电流响应的存储特性 |
| 6.4 铁电/绝缘层结构电容的响应速度 |
| 6.4.1 测试系统示意图及测试波形 |
| 6.4.2 绝缘层厚度对铁电极化的影响 |
| 6.5 铁电/绝缘层界面缺陷的脉冲响应 |
| 6.5.1 测试系统示意图及测试波形 |
| 6.5.2 铁电极化电荷的瞬态响应 |
| 6.5.3 非铁电极化电荷的瞬态响应 |
| 6.5.4 改进的漏电辅助铁电极化模型 |
| 6.6 铁电/绝缘层界面缺陷的稳态响应 |
| 6.6.1 P-V和C-V的频率和温度响应 |
| 6.6.2 电导法表征铁电/绝缘层界面缺陷的电路和数学模型 |
| 6.6.3 铁电/绝缘层界面缺陷的表征 |
| 6.6.4 铁电/绝缘层界面缺陷的低温特性 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 博士研究生期间研究成果 |
| 期刊论文 |
| 会议论文 |
（5）太赫兹成像系统前端技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题意义 |
| 1.2 太赫兹被动成像系统及前端发展动态 |
| 1.3 太赫兹主动成像系统及前端发展动态 |
| 1.4 太赫兹关键电路发展动态 |
| 1.4.1 太赫兹混频器国内外发展动态 |
| 1.4.2 太赫兹倍频器国内外发展动态 |
| 1.5 本文研究内容及章节安排 |
| 第二章 基于平面肖特基二极管的太赫兹混频器研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面肖特基混频二极管 |
| 2.2.1 肖特基二极管等效电路模型及关键参数 |
| 2.2.2 混频二极管三维电磁模型 |
| 2.2.3 低寄生参量太赫兹混频二极管 |
| 2.2.4 表面沟道肖特基二极管制作工艺 |
| 2.3 太赫兹混合集成分谐波混频器研究 |
| 2.3.1 太赫兹混合集成混频器优化方法 |
| 2.3.2 220GHz混合集成分谐波混频器 |
| 2.3.3 330GHz混合集成分谐波混频器 |
| 2.4 2 0GHz宽带单片集成混频器 |
| 2.4.1 单片集成混频器技术 |
| 2.4.2 220GHz单片集成混频二极管优化 |
| 2.4.3 220GHz单片集成混频器仿真优化 |
| 2.4.4 220GHz单片集成混频器实验研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 固态太赫兹高效率三倍频器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 肖特基倍频二极管分析与建模 |
| 3.2.1 肖特基变容二极管理论 |
| 3.2.2 肖特基倍频二极管建模与分析 |
| 3.3 太赫兹三倍频器研究 |
| 3.3.1 太赫兹三倍频电路 |
| 3.3.2 太赫兹倍频二极管“电–热”模型 |
| 3.3.3 太赫兹高效率倍频器研究 |
| 3.3.4 220GHz高效率三倍频器仿真优化 |
| 3.3.5 220GHz高效率三倍频器实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 太赫兹集成接收前端研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太赫兹集成接收机前端研究背景 |
| 4.3 110GHz宽带三倍频器 |
| 4.3.1 110GHz宽带三倍频器电路 |
| 4.3.2 110GHz宽带三倍频器仿真优化 |
| 4.3.3 110GHz宽带三倍频器实验研究 |
| 4.4 220GHz宽带集成接收机前端仿真优化 |
| 4.4.1 分立模块组合太赫兹接收机前端性能分析 |
| 4.4.2 太赫兹接收机前端中倍频器与混频器级间匹配优化方法 |
| 4.4.3 220GHz宽带集成接收机前端仿真 |
| 4.5 220GHz宽带集成接收机前端实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 太赫兹成像前端系统验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 太赫兹被动成像系统验证 |
| 5.2.1 太赫兹被动成像简介 |
| 5.2.2 太赫兹平面扫描被动成像系统组成 |
| 5.2.3 太赫兹宽带辐射计研究 |
| 5.2.4 天线、伺服系统及数据采集 |
| 5.2.5 太赫兹平面扫描被动成像系统实验结果 |
| 5.3 太赫兹主动成像系统验证 |
| 5.3.1 太赫兹合成孔径雷达简介 |
| 5.3.2 330GHz逆合成孔径雷达系统 |
| 5.3.3 220GHz视频合成孔径雷达系统 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 GaN基材料结构参数及材料特性 |
| 1.3 GaN基材料外延生长及探测器类型 |
| 1.3.1 GaN基材料外延生长 |
| 1.3.2 GaN基探测器类型 |
| 1.4 表面等离激元增强GaN基探测器研究进展 |
| 1.5 基于低维结构的新型GaN探测器研究进展 |
| 1.5.1 GaN基量子点材料生长及器件研究进展 |
| 1.5.2 GaN基材料/二维材料复合结构研究进展 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 MOCVD外延技术及表征测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MOCVD外延技术 |
| 2.2.1 MOCVD外延设备 |
| 2.2.2 MOCVD生长原理 |
| 2.2.3 MOCVD生长模式 |
| 2.3 GaN基材料表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射技术 |
| 2.3.2 紫外—可见分光光度计 |
| 2.3.3 光致发光光谱 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.3.5 原子力显微镜 |
| 2.3.6 拉曼光谱 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱 |
| 2.4 器件制备及测试技术 |
| 2.4.1 光刻技术 |
| 2.4.2 电子束蒸发 |
| 2.4.3 电流-电压测试系统 |
| 2.4.4 响应度测试系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 MOCVD原位生长Al纳米颗粒及探测器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 AlGaN外延层的MOCVD生长 |
| 3.3 Al等离激元原位生长机理及计算 |
| 3.3.1 生长机理分析 |
| 3.3.2 理论计算 |
| 3.4 MOCVD原位生长Al纳米颗粒生长 |
| 3.4.1 Al纳米结构的MOCVD生长 |
| 3.4.2 原位生长Al样品表面形貌研究 |
| 3.4.3 原位生长Al样品表面成分研究 |
| 3.5 原位生长Al增强AlGaN基紫外光电探测器 |
| 3.5.1 探测器研制 |
| 3.5.2 器件性能测试与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 自组织GaN量子点生长与石墨烯复合结构探测器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自组织GaN量子点的MOCVD生长研究 |
| 4.2.1 GaN量子点表面形貌分析 |
| 4.2.2 GaN量子点表面成分及发光性能研究 |
| 4.2.3 高温热退火量子点研究 |
| 4.3 GaN量子点/石墨烯复合结构探测器 |
| 4.3.1 石墨烯的生长与转移 |
| 4.3.2 GaN量子点/石墨烯复合结构探测器研制与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 GaN紫外/MoS_2 可见光双色探测器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MoS_2材料生长与表征 |
| 5.2.1 MoS_2材料生长 |
| 5.2.2 MoS_2材料性能研究 |
| 5.3 GaN/MoS_2 单片集成双色探测器研制 |
| 5.4 GaN/MoS_2 单片集成双色探测器测试与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）多应力条件下GaN功率器件的可靠性测试及其退化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 GaN材料及其研究意义 |
| 1.2 GaN功率器件发展应用现状及其可靠性 |
| 1.2.1 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT) |
| 1.2.2 GaN二极管 |
| 1.2.3 GaN基功率器件的可靠性研究 |
| 1.3 GaN功率器件性能的表征测试手段 |
| 1.3.1 直流/双脉冲测试 |
| 1.3.2 低频噪声测试 |
| 1.3.3 光发射显微技术(Photo Emission Microscope,PEM) |
| 1.3.4 原子力显微镜(AFM)与导电原子力显微镜(c-AFM) |
| 1.4 本文的主要工作和论文框架 |
| 第二章 不同工作应力状态下GaN MIS-HEMT的时间退化机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GaN MIS-HEMT器件结构及应力实验方案 |
| 2.2.1 GaN MIS-HEMT器件结构及基本性能曲线 |
| 2.2.2 应力实验方案 |
| 2.2.3 低频噪声实验方案 |
| 2.3 MIS-HEMT器件在关态/半开态/开态应力实验下的时间退化机制 |
| 2.3.1 关态应力实验及其退化机制分析 |
| 2.3.2 半开态应力实验及其退化机制分析 |
| 2.3.3 开态应力实验及其退化机制分析 |
| 2.3.4 低频噪声分析结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 反偏应力下p-GaN HEMT器件的温度-时间退化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 p-GaN HEMT器件结构及应力实验方案 |
| 3.2.1 p-GaN器件结构及基本性能曲线 |
| 3.2.2 p-GaN HEMT的反偏应力实验方案 |
| 3.3 p-GaN HEMT器件在HTRB/NBTI应力实验下的时间退化机制 |
| 3.3.1 HTRB/NBTI应力实验及其应力-时间退化机制 |
| 3.3.2 HTRB/NBTI应力实验及其应力-温度-时间退化机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 垂直结构GaN肖特基二极管(SBD)的制备及其反向漏电流机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SBD on GaN器件制备及其特性研究 |
| 4.2.1 SBD on GaN器件制备工艺流程及制备实验结果 |
| 4.2.2 SBD on GaN器件基本性能曲线 |
| 4.2.3 SBD on GaN器件温度梯度变化下的基本性能曲线 |
| 4.2.4 器件漏电特性的c-AFM表征 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 个人简历 |
| 附录B 攻读硕士学位期间发表论文与参加的会议目录 |
（8）AlGaN/GaN HEMT器件的辐射损伤实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 空间辐射环境 |
| 1.2 半导体器件的辐射效应 |
| 1.3 GaN材料和器件 |
| 1.4 GaN HEMT的工作原理和器件模型 |
| 1.5 GaN HEMT器件可靠性和辐射效应研究进展 |
| 1.5.1 GaN HEMT器件可靠性 |
| 1.5.2 GaN HEMT器件辐射效应研究进展 |
| 1.6 本文的研究意义和研究内容 |
| 第二章 GaN HEMT器件的表征方法 |
| 2.1 GaN HEMT器件的电学测试表征方法 |
| 2.1.1 直流测试 |
| 2.1.2 双脉冲测试 |
| 2.2 GaN HEMT器件的缺陷表征方法 |
| 2.2.1 低频噪声测试技术 |
| 2.2.2 原子力显微镜分析技术 |
| 第三章 AlGaN/GaN HEMT器件的质子辐照实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验器件与实验方法 |
| 3.3 质子辐照前后器件的直流性能 |
| 3.4 质子辐照前后器件的栅延迟特性 |
| 3.5 辐照前后器件的光发射显微分析 |
| 3.6 质子辐照前后器件的低频噪声测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 氢处理对AlGaN/GaN HEMT器件的质子辐射效应影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验器件及方法 |
| 4.2.1 氢处理实验 |
| 4.2.2 氢处理后的器件的质子辐照实验 |
| 4.3 氢气对器件电学特性的影响 |
| 4.4 氢气对器件低频噪声特性的影响 |
| 4.5 氢处理后的器件在质子辐照前后的电学性能 |
| 4.6 氢处理后的器件在质子辐照前后的低频噪声测试 |
| 4.7 质子辐照对氢处理后器件的退化物理机理 |
| 4.8 质子辐照后器件的高温退火实验 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 AlGa/GaN中的重离子潜径迹电学行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 重离子辐照试验样品与实验方法 |
| 5.3 AlGaN/GaN异质结的1400 MeV Ta离子辐射效应 |
| 5.4 潜径迹的形成机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作和结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的研究成果 |
（9）太赫兹关键技术及其辐射计应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 太赫兹辐射计发展动态 |
| 1.3 太赫兹谐波混频器发展动态 |
| 1.4 太赫兹倍频器发展动态 |
| 1.5 本文研究内容及章节安排 |
| 第二章 太赫兹谐波混频器技术 |
| 2.1 混频器基本原理 |
| 2.1.1 基波混频器原理 |
| 2.1.2 谐波混频器原理 |
| 2.1.3 混频器主要指标 |
| 2.2 太赫兹肖特基二极管建模研究 |
| 2.2.1 太赫兹肖特基二极管基本原理 |
| 2.2.2 太赫兹二极管基本特性 |
| 2.2.3 太赫兹平面肖特基二极管 |
| 2.2.4 太赫兹平面肖特基二极管建模 |
| 2.2.5 太赫兹平面肖特基二极管的改进 |
| 2.3 太赫兹混合集成混频技术 |
| 2.3.1 太赫兹混合集成混频器基本电路 |
| 2.3.2 太赫兹混合集成混频电路优化仿真 |
| 2.3.3 太赫兹混合集成混频技术改进 |
| 2.3.4 太赫兹混合集成混频电路封装工艺 |
| 2.4 太赫兹GaAs单片集成混频技术 |
| 2.4.1 太赫兹GaAs单片集成共面波导混频电路优化仿真 |
| 2.4.2 太赫兹GaAs单片集成混频电路封装工艺 |
| 2.5 太赫兹异质集成混频技术 |
| 2.5.1 太赫兹异质集成混频技术优势 |
| 2.5.2 太赫兹异质集成混频电路优化仿真 |
| 2.5.3 太赫兹异质集成混频电路封装工艺 |
| 2.6 太赫兹高次谐波混频技术 |
| 2.6.1 太赫兹高次谐波混频电路概述 |
| 2.6.2 太赫兹三次谐波混频技术 |
| 2.6.30.75 -1.1THz全频段四次谐波混频技术 |
| 2.7 太赫兹谐波混频器实验研究 |
| 2.7.1 太赫兹谐波混频器变频损耗测试方案 |
| 2.7.2 太赫兹分谐波混频器测试平台及测试结果 |
| 2.7.3 太赫兹高次谐波混频器测试平台及测试结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 太赫兹GaAs单片集成三倍频器技术 |
| 3.1 太赫兹倍频器原理 |
| 3.1.1 倍频器基本原理 |
| 3.1.2 太赫兹三倍频电路 |
| 3.2 太赫兹变容二极管建模 |
| 3.2.1 变容二极管的工作机理和等效电路分析 |
| 3.2.2 变容二极管主要参数分析 |
| 3.2.3 平面肖特基变容二极管建模技术 |
| 3.3 太赫兹GaAs单片集成共面波导三倍频器技术 |
| 3.3.1 变容二极管设计 |
| 3.3.2 260GHz-300GHz GaAs单片集成三倍频器电路 |
| 3.3.3 单片集成三倍频器无源电路及优化仿真 |
| 3.3.4 单片集成三倍频器性能优化 |
| 3.3.5 太赫兹单片集成三倍频电路封装 |
| 3.4 太赫兹单片集成三倍频器实验研究 |
| 3.4.1 太赫兹单片集成三倍频器实验电路 |
| 3.4.2 太赫兹单片集成三倍频器实验方案与实验平台 |
| 3.4.3 太赫兹单片集成三倍频器测试结果及分析 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 太赫兹辐射计研究 |
| 4.1 辐射计理论 |
| 4.1.1 全功率辐射计 |
| 4.1.2 迪克式辐射计 |
| 4.2 太赫兹辐射计 |
| 4.2.1 太赫兹辐射计电路组成 |
| 4.2.2 太赫兹辐射计主要参数分析 |
| 4.3 太赫兹辐射计实验 |
| 4.3.1 太赫兹辐射计等效噪声温度测试 |
| 4.3.2 太赫兹辐射计亮温灵敏度测试 |
| 4.4 单片集成辐射计前端方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文研究工作总结 |
| 5.2 论文的主要创新点 |
| 5.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 一、论文发表情况 |
| 二、授权专利情况 |
| 三、获奖情况 |
（10）毫米波GaN HEMT功率器件准物理大信号模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 器件方面的研究 |
| 1.2.2 模型方面的研究 |
| 1.3 本文的研究内容和结构安排 |
| 第2章 GaN HEMT器件特性及模型基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 器件特性 |
| 2.2.1 材料特性 |
| 2.2.2 器件结构 |
| 2.2.3 工作原理 |
| 2.3 器件测试 |
| 2.3.1 测试系统 |
| 2.3.2 仪器校准 |
| 2.3.3 去嵌入 |
| 2.4 模型理论 |
| 2.4.1 小信号模型 |
| 2.4.2 大信号经验模型 |
| 2.4.3 大信号物理模型 |
| 2.4.4 大信号准物理模型 |
| 2.4.5 热模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 毫米波GaN HEMT小信号模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 毫米波GaN HEMT小信号拓扑结构 |
| 3.3 小信号模型参数提取及优化 |
| 3.3.1 寄生电容提取 |
| 3.3.2 寄生电感和电阻提取 |
| 3.3.3 寄生参数优化 |
| 3.3.4 本征参数提取 |
| 3.3.5 参数提取总结 |
| 3.4 模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 GaN HEMT准物理大信号模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 区域划分模型的原理 |
| 4.3 区域划分准物理大信号模型研究 |
| 4.3.1 直流模型基本表达式 |
| 4.3.2 直流模型及参数提取研究 |
| 4.3.3 DIBL效应建模 |
| 4.3.4 过渡函数 |
| 4.3.5 热效应和陷阱效应 |
| 4.3.6 功率耗散P_(diss)表达式 |
| 4.3.7 电容模型 |
| 4.3.8 参数优化 |
| 4.4 模型总结 |
| 4.4.1 参数提取流程总结 |
| 4.4.2 模型比较 |
| 4.5 模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 毫米波GaN HEMT大信号缩放模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型缩放规则 |
| 5.2.1 器件版图结构的分析 |
| 5.2.2 器件模型的缩放方法 |
| 5.2.3 器件模型的缩放规则 |
| 5.3 缩放模型的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
四、Low-Frequency Noise Properties of GaN Schottky Barriers Deposited on Intermediate Temperature Buffer Layers（论文参考文献）
- [1]宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究[D]. 武庆智. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]氧化镓薄膜基日盲光二极管与光晶体管的制备与性能研究[D]. 刘增. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究[D]. 张学敏. 长春理工大学, 2021(01)
- [4]高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究[D]. 李骏康. 浙江大学, 2021(01)
- [5]太赫兹成像系统前端技术[D]. 杨益林. 电子科技大学, 2020(03)
- [6]基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究[D]. 吴忧. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
- [7]多应力条件下GaN功率器件的可靠性测试及其退化机理研究[D]. 李善杰. 湘潭大学, 2020(02)
- [8]AlGaN/GaN HEMT器件的辐射损伤实验研究[D]. 岳少忠. 湘潭大学, 2020(02)
- [9]太赫兹关键技术及其辐射计应用[D]. 纪东峰. 电子科技大学, 2020(01)
- [10]毫米波GaN HEMT功率器件准物理大信号模型研究[D]. 竺贵强. 中国科学技术大学, 2020(06)