高性能AlGaN/GaN复合阳极场控功率整流器新结构及模型

批准号:
60906037
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
陈万军
依托单位:
学科分类:
F0404.半导体电子器件与集成
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
张波、范杰、汪志刚、杨帆、刘新新、陈波
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中文摘要
氮化镓(GaN)电子器件是国际半导体领域研究热点和战略制高点之一。本申请提出一种具有复合阳极的AlGaN/GaN场控功率整流器新结构并建立其电流-电压模型。该结构通过肖特基-欧姆接触构成复合阳极实现对器件开启与截止的电场控制,这是一种新的器件工作机理。该结构不仅具有高压、高速、低功耗等优点,还与AlGaN/GaN HEMT功率开关器件工艺兼容,特别适合功率半导体向集成化、智能化、小型化发展的需要。同时,本申请采用等效电阻网络方法,对所提出的GaN功率整流器新结构建立含有温度、偏置电压以及器件结构等参数的电流-电压模型,该模型的建立具有普适性,可应用于其它功率器件研究中。本申请是一项具有国际先进水平的基础性开拓研究,具有重大的科学意义和应用价值,在经济和军事领域具有广阔和特殊的应用前景。
英文摘要
本课题严格按照《申请书》研究内容和经费预算执行,圆满完成全部研究计划,达到了预期目标。在本基金资助下,紧密围绕“高性能AlGaN/GaN复合阳极场控功率整流器新结构及模型”研究,提出了一种具有复合阳极的AlGaN/GaN 场控功率整流器新结构并建立了电流-电压模型,研究了器件特性与器件结构、偏置电压、温度等的关系,阐述了不同情况下的器件击穿机理;在本基金资助下,本课题还对GaN HEMT器件进行了拓展研究。在本领域发表学术论文8篇,其中被SCI检索4篇,EI检7篇;申请中国发明专利4项;作学术报告5次,其中特邀报告2次。主要研究成果概述如下:. 1)提出了一种具有复合阳极的AlGaN/GaN场控功率整流器(L-FER)新结构;分析了器件耐压与器件结构和温度的关系,阐述了不同情况下的器件击穿机理。本课题所提出的新结构具有普适性,可应用于其它功率器件研究中;同时也具有极好的工艺兼容性和可控性,非常适合硅基GaN功率半导体器件及集成技术的需要。相关研究结果发表在IEEE ICSICT-2010国际会议和国外SCI期刊Semi. Scie. and Tech.-2013上。. 2)基于电阻分析方法,建立了L-FER器件的电流-电压模型,研究了各部分电阻与温度变化的关系,为器件优化设计提供了理论依据。相关研究结果发表在IEEE Tran. Elect. Devi.-2010上。. 3)提出了一种具有混合栅电极的增强型AlGaN/GaN HEMT功率器件,在保证相同耐压下,其比导通电阻较常规结构62%,相关研究结果发表在国外SCI期刊IET Elect. Lett.-2010上。提出了具有凹槽势垒漏极(RBD)的AlGaN/GaN MISFET器件,该器件在在反向偏置时具有自保护功能,而且具有低正向导通电阻特性,相关研究结果发表在SCI期刊China Physics B-2012上。. 4)提出利用能带调制技术抑制AlGaN/GaN HEMT器件栅极泄露电流,建立了势垒层中导带的能量解析模型,从而为能带调制技术奠定了理论支持。结果表明,能带调制技术能够有效的降低栅极正向泄露电流。相关研究结果发表在Solid-State Electr.-2013和Journal of Semico.-2013 上。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.1088/0268-1242/28/1/015021
发表时间:2012
期刊:Semiconductor Science and Technology
影响因子:1.9
作者:Wanjun Chen;Jing Zhang;Zhigang Wang;Jin Wei;Bo Zhang;K. J. Chen
通讯作者:Wanjun Chen;Jing Zhang;Zhigang Wang;Jin Wei;Bo Zhang;K. J. Chen
Fluorine-Plasma Surface Treatment for Gate Forward Leakage Reduction in AlGaN/GaN HEMTs
用于减少 AlGaN/GaN HEMT 中栅极正向泄漏的氟等离子体表面处理
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Semiconductor
影响因子:--
作者:陈万军
通讯作者:陈万军
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国科技论文在线
影响因子:--
作者:陈万军
通讯作者:陈万军
DOI:10.1088/1674-1056/21/8/087305
发表时间:2012-08
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Zhigang Wang;Wanjun Chen;Jing Zhang;Bo Zhang;Zhaoji Li
通讯作者:Zhigang Wang;Wanjun Chen;Jing Zhang;Bo Zhang;Zhaoji Li
DOI:--
发表时间:2012
期刊:固体电子学研究与进展
影响因子:--
作者:张竞;陈万军;汪志刚;魏进;张波;ZHANG Jing CHEN Wanjun WANG Zhigang WEI Jin ZHANG
通讯作者:ZHANG Jing CHEN Wanjun WANG Zhigang WEI Jin ZHANG
高耐压低导通氮化镓功率器件电荷调控机理与新结构
- 批准号:62334003
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:230万元
- 批准年份:2023
- 负责人:陈万军
- 依托单位:
发射极注入增强型IGBT快速关断机理与新结构
- 批准号:51877030
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:陈万军
- 依托单位:
压控半导体高功率开关器件瞬态输运机理与关键技术研究
- 批准号:U1330114
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:陈万军
- 依托单位:
GaN异质结器件场控能带(FCE)模型与新结构
- 批准号:61274090
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:88.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:陈万军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
