Traps in MBE-grown III-Nitride FET Structures on SiC

SiC 上 MBE 生长的 III 族氮化物 FET 结构中的陷阱

基本信息

  • 批准号:
    0330226
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2003-09-01 至 2008-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Intellectual Merit: A lack of sufficient knowledge on traps, which are present in bulk, at surface, and at heterojunction interfaces is one of the main obstacles for the progress of high-power III-nitride compound semiconductor microwave devices. The proposed basic research is aimed at identifying the traps (i.e. finding their energy in the bandgap with respect to a band edge, their capture cross-section and origin), which profoundly effect the device characteristics such as: drain current collapse, gain compression, gate and drain lag, frequency dispersion of transconductance and drain conductance of MBE-grown III-nitride GaN MESFETs, AlGaN/GaN HEMTs, and AlInGaN/InGaN HEMTs. Identification of traps in these device structures is very important for optimizing the device design, growth, and processing conditions and consequently for maximizing high-power microwave performance. The AlInGaN/InGaN HEMTs are projected to yield record power performance once their design, growth, and processing conditions are optimized. A series of sets of samples will be fabricated, with only one growth/processing condition (growth temperature, surface passivation etc.) or a device design feature (alloy composition, layer thickness etc.) varied in each set keeping all the remaining conditions same. All devices will be characterized first for their DC, and pulsed drain current-drain voltage-gate voltage performance including the gate-lag and drain-lag; output power, gain and power added efficiency performance as a function of input power at various bias conditions and frequencies; and then for traps in the device structure. The traps will be studied by drain-current and gate capacitance deep level transient spectroscopy, photoionization spectroscopy, and transconductance and output-admittance frequency dispersion measurements. Energy location of the traps with respect to the band edges, their capture cross-section and concentration will be determined by analyzing the experimental data. Trap measurements also will be performed on devices subjected to short and long-term bias stress. For each set of samples the device performance and trap measurements results, and the extent of change in growth/processing/design parameter in that set of samples will be correlated to identify the trap/traps responsible for deterioration of a specific device performance quantity; origin of the trap/traps; and the growth, processing and design conditions, which can minimize the trap concentration. Broader Impacts: The proposed work is a careful, detailed basic research, which requires careful experimentation and analysis. Results of this work will have an immediate impact on advancing high-power microwave III-nitride compound semiconductor device technology, by providing optimum growth and processing conditions, and device design features required for obtaining maximum device performance. This work will be performed in collaboration with III-nitride device research group at Naval Research Laboratory (NRL). The PI has been successfully collaborating with NRL scientists, for more than 15 years, on NSF supported projects. This project offers an excellent opportunity for students for gaining hands-on experience on using state-of-the-art device growth, processing and characterization equipment in a prestigious government laboratory on an important research topic. This experience prepares students well for pursuing careers in industry and government. Both graduate and undergraduate students will participate on the proposed research.
智力优势:缺乏足够的知识陷阱,这是存在于体,在表面上,并在异质结界面的主要障碍之一,为高功率III族氮化物半导体微波器件的进展。提出的基础研究的目的是确定陷阱(即找到他们的能量在带隙相对于一个带边,他们的捕获截面和起源),这深刻影响的器件特性,如:漏电流崩溃,增益压缩,栅极和漏极滞后,频率色散的GaN MESFETs,AlGaN/GaN HEMT,和AlInGaN/InGaN HEMT的漏极电导。 识别这些器件结构中的陷阱对于优化器件设计、生长和加工条件以及因此最大化高功率微波性能是非常重要的。一旦设计、生长和工艺条件得到优化,AlInGaN/InGaN HEMT预计将产生创纪录的功率性能。将制造一系列样品组,只有一种生长/处理条件(生长温度、表面钝化等)。或器件设计特征(合金成分、层厚度等)在每组中变化,保持所有其余条件相同。所有器件将首先表征其DC和脉冲漏极电流-漏极电压-栅极电压性能,包括栅极滞后和漏极滞后;在各种偏置条件和频率下,输出功率、增益和功率附加效率性能作为输入功率的函数;然后表征器件结构中的陷阱。陷阱将被研究的漏极电流和栅极电容深能级瞬态谱,光电离谱,和介电常数和输出导纳频散测量。陷阱相对于能带边缘的能量位置,它们的捕获截面和浓度将通过分析实验数据来确定。还将对受到短期和长期偏置应力的器件进行陷阱测量。对于每组样品,器件性能和陷阱测量结果以及该组样品中生长/处理/设计参数的变化程度将被关联,以识别导致特定器件性能量劣化的陷阱;陷阱的来源;以及生长、处理和设计条件,其可以最小化陷阱浓度。更广泛的影响:拟议的工作是一项仔细,详细的基础研究,需要仔细的实验和分析。这项工作的结果将有一个直接的影响,推进高功率微波III族氮化物化合物半导体器件技术,通过提供最佳的生长和加工条件,并获得最大的器件性能所需的器件设计功能。 这项工作将与海军研究实验室(NRL)的III族氮化物器件研究小组合作进行。PI与NRL科学家在NSF支持的项目上成功合作超过15年。该项目为学生提供了一个绝佳的机会,可以在著名的政府实验室中就重要的研究课题使用最先进的器件生长、加工和表征设备获得实践经验。这种经验为学生在工业和政府领域从事职业做好了准备。研究生和本科生都将参加拟议的研究。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Mulpuri Rao其他文献

Mulpuri Rao的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Mulpuri Rao', 18)}}的其他基金

EAGER: Low-cost Sensors for real-time monitoring of environment using Mobile Devices
EAGER:使用移动设备实时监控环境的低成本传感器
  • 批准号:
    1840712
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Funding for Student Participation at the 20th International Conference on Ion Implantation Technology, June/July in Portland, Oregon
资助学生参加 6 月/7 月在俄勒冈州波特兰举行的第 20 届国际离子注入技术会议
  • 批准号:
    1419460
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: A Novel GaN/AlGaN Nanostructure Room-Temperature Sensor for Security Applications
EAGER:用于安全应用的新型 GaN/AlGaN 纳米结构室温传感器
  • 批准号:
    1360897
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Gallium Nitride Nanowire-Nanocluster Hybrids for Chemical Sensing
GOALI:用于化学传感的氮化镓纳米线-纳米团簇混合物
  • 批准号:
    0901712
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Efficient P-Type Ion-Implantation Doping of III-Nitrides for Optomizing Device Performance
III 族氮化物的高效 P 型离子注入掺杂可优化器件性能
  • 批准号:
    0725570
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Efficient P-Type Doping and the Role of Defects in Limiting Acceptor Activation in III-Nitrides
高效 P 型掺杂以及缺陷在限制 III 族氮化物受主激活中的作用
  • 批准号:
    0618948
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Athermal Annealing of Ion-implanted Compound Semiconductors
离子注入化合物半导体的非热退火
  • 批准号:
    0079363
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Ion Implantation into SiC and Ge x Si 1-x
离子注入 SiC 和 Ge x Si 1-x
  • 批准号:
    9319885
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Continuing grant
High-energy Implantations in Inp and GaAs
Inp 和 GaAs 中的高能注入
  • 批准号:
    9022438
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
RUI: Transition Metal Implantations in IN 0.53GA0.47As
RUI:IN 0.53GA0.47As 中的过渡金属注入
  • 批准号:
    8806268
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Continuing grant

相似国自然基金

硅基InAs/GaSb超晶格红外探测材料的MBE生长与特性研究
  • 批准号:
    62104236
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
二维拓扑绝缘体薄膜锡烯的MBE原位生长、表征及拓扑性质的调控
  • 批准号:
    12004099
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
LaMnO3/LaXO3超晶格L-MBE生长及应力和失配诱导的磁电耦合输运性能研究
  • 批准号:
    11904198
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
硅基深紫外AlGaN量子点的MBE可控生长及超材料光学特性的研究
  • 批准号:
    61804163
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于自支撑衬底的GaN基共振隧穿二极管结构设计和MBE生长研究
  • 批准号:
    61875224
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于自支撑GaN衬底的高In组分InGaN的MBE生长及其光伏器件研究
  • 批准号:
    61574161
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
长链非编码RNA-uc002mbe.2介导的HDACi凋亡效应及其在肝癌中的作用
  • 批准号:
    81372634
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同垒层厚度并掺杂的GaNAs基短周期超晶格太阳能电池与MBE生长研究
  • 批准号:
    61274134
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
内嵌量子点三结(Al)GaInP/InGaAs/Ge太阳电池材料的MBE生长及器件相关问题研究
  • 批准号:
    61176128
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
原子层尺度上可控的铁电薄膜L-MBE制备及其光伏效应研究
  • 批准号:
    61076060
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

'Investigating the impact of Bismuth on the band gap engineering and morphological properties of III/V semiconductor materials grown using MBE'.
“研究铋对使用 MBE 生长的 III/V 半导体材料的带隙工程和形态特性的影响”。
  • 批准号:
    2602258
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Studentship
MBE-grown 1550-nm III-V quantum-dot materials and devices on Si substrate for Si photonic systems
用于硅光子系统的硅衬底上 MBE 生长的 1550 nm III-V 量子点材料和器件
  • 批准号:
    2433417
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Studentship
Integration of Sb-based III-V materials grown directly onto Silicon by MBE
通过 MBE 直接生长在硅上的 Sb 基 III-V 材料的集成
  • 批准号:
    2586325
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Studentship
Electrochemical Capacitance Voltage Profiler for MBE-grown novel quantum optoelectronic devices
用于 MBE 生长的新型量子光电器件的电化学电容电压分析仪
  • 批准号:
    RTI-2016-00068
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments
High resolution X-ray Diffractometer for MBE-grown novel quantum device research
用于 MBE 生长的新型量子器件研究的高分辨率 X 射线衍射仪
  • 批准号:
    439977-2013
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments - Category 1 (<$150,000)
Development of MBE grown CrSe for spintronics applications
用于自旋电子学应用的 MBE 生长 CrSe 的开发
  • 批准号:
    EP/J001066/1
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Research Grant
Magnetic Damping in MBE Grown Fe Thin Films
MBE 生长铁薄膜中的磁阻尼
  • 批准号:
    409409-2011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
Magnetoelectric effect in wurtzite-perovskite-spinel heterostructures grown by laser-MBE (A02)
激光MBE生长纤锌矿-钙钛矿-尖晶石异质结构的磁电效应(A02)
  • 批准号:
    61703563
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Collaborative Research Centres
Strain Effects in Thin Manganite Films Grown by Laser-MBE
激光 MBE 生长的锰氧化物薄膜的应变效应
  • 批准号:
    9972973
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SBIR Phase I: In-Situ Resistivity Measurement of Molecular Beam Epitaxy (MBE)-Grown Layers
SBIR 第一阶段:分子束外延 (MBE) 生长层的原位电阻率测量
  • 批准号:
    9560259
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了