三维栅结构氮化镓增强型器件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61504125
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Due to continued innovation in material epitaxy technology, device fabrication process and device structure design, GaN HEMTs, especially microwave power devices, have made an extraordinary progress in terms of both performance and commercialization. Either for fail-safe operation or simple E/D digital integrated circuit design, enhancement-mode (E-mode) devices are of great necessity. Still, fabrication techniques, which allow for obtaining high performance E-mode HEMT with simplicity and low-cost, remain challenging. Traditional threshold-modulation approaches realize a transition from the normally-on operation to normally-off one, relying on depleting 2DEG only from the vertical direction perpendicular to the AlGaN/GaN heterojunction. In order to break the limit set by 2D planar structure, we are intended to innovatively introduce the advanced concept of well-developed Si finFET into GaN semiconductor system (called finHEMT) in the program. Specifically, the project aims at achieving high performance E-mode HEMT by breaking through the key process of nanochannel formation, optimizing finHEMT device structures, designing novel heterojunctions and combining the conventional techniques effectively; furthermore, with the help of 3D TCAD simulation, the modulation rule and operation mechanism inherent of finHEMT will be disclosed, and finally a complete E-mode finHEMT system comprised of fabrication process, device structure and basic physical theory will be expectedly established in success, as a result, substantially promoting the practicality of GaN based E-mode devices.
得益于材料外延、器件工艺以及器件结构的不断创新,氮化镓基电子器件,尤其是微波功率器件,近几年在性能和商业化方面都取得了巨大进步。然而,为获得电路的“失效-安全”工作,简化数字集成电路结构,氮化镓增强型器件是必不可少的基本单元,能够简单、高效地获得高性能增强型器件是目前氮化镓基器件面临的最大挑战。传统阈值调节技术,通过从垂直于异质结方向降低电子浓度,实现从耗尽型向增强型的转变。为突破二维平面结构的限制,本项目拟将Si基FinFET先进的三维栅概念引入到氮化镓半导体中(GaN FinHEMT),通过突破异质结沟道形成的关键工艺技术,提出优化的三维栅结构,改进异质结结构,并有机结合传统技术,实现高性能增强型器件;进一步,结合3D TCAD仿真,揭示三维栅增强型器件内在的调制规律、工作机制,探索建立完整的三维栅增强型器件工艺、结构和理论体系,从而对氮化镓增强型器件的实用化进程起到重要的推动作用。

结项摘要

为获得开关电路的“失效-安全”工作,简化数字集成电路结构,氮化镓增强型器件是必不可少的基本单元,能够简单、高效地获得高性能增强型器件是目前氮化镓基器件面临的最大挑战。传统阈值调节技术,一般通过从垂直于异质结方向降低电子浓度,实现从常开型向增强型的转变,这种简单的方式导致器件阈值电压与饱和电流间难以平衡的矛盾。为突破这种限制,本项目开展了三维栅结构氮化镓增强型器件研究,利用侧栅引入的横向耗尽作用,实现氮化镓增强型器件的突破。具体而言,本项目突破了纳米级异质结沟道形成的关键工艺技术,揭示了纳米Fin 宽度、间隔等结构参数对器件性能的依赖关系(包括阈值电压、跨导、频率等)与电流输运机制;研制出国际首支氮化镓高线性三维结构微波功率器件,兼具高线性度、高功率密度和热管理能力等优势,是对传统GaN二维平面结构的重要创新,可广泛应用于射频尖端电子装备及下一代无线通信;提出了“槽栅+自对准纳米三维结构”的复合增强型器件,实现了饱和电流超过800mA/mm、阈值电压为+1V的高性能增强型绝缘栅器件。总之,通过本项目的实施,初步建立起GaN三维栅耗尽型与增强型器件工艺、结构和理论体系,从而对三维栅结构氮化镓器件在射频与电力电子领域的实用化进程起到重要的推动作用。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(4)
InAlGaN超薄势垒层结构高频GaN HEMT器件
  • DOI:
    10.19623/j.cnki.rpsse.2017.05.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    固体电子学研究与进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱广润;孔月婵;张凯;郁鑫鑫;陈堂胜
  • 通讯作者:
    陈堂胜
Dual-gate AlGaN/GaN MIS-HEMTs using Si3N4 as the gate dielectric
使用 Si3N4 作为栅极电介质的双栅极 AlGaN/GaN MIS-HEMT
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Semiconductor Science and Technology
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Tao Gao;Ruimin Xu;Kai Zhang;Yuechan Kong;Jianjun Zhou;Cen Kong;Xun Dong;Tangsheng Chen;Yue Hao
  • 通讯作者:
    Yue Hao
Integrated enhancement/depletion-mode GaN MIS-HEMTs for high-speed mixed-signal applications
适用于高速混合信号应用的集成增强型/耗尽型 GaN MIS-HEMT
  • DOI:
    10.1002/pssa.201532805
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Gao Tao;Xu Ruimin;Kong Yuechan;Zhou Jianjun;Zhang Kai;Kong Cen;Peng Daqing;Chen Tangsheng
  • 通讯作者:
    Chen Tangsheng
Influence of the nucleation layer morphology on the structural property of AlN films grown on c-plane sapphire by MOCVD
MOCVD 蓝宝石 c 面成核层形貌对 AlN 薄膜结构性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2016.12.126
  • 发表时间:
    2017-03-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Luo, Weike;Li, Liang;Zhong, Rong
  • 通讯作者:
    Zhong, Rong
High-Linearity AlGaN/GaN FinFETs for Microwave Power Applications
适用于微波功率应用的高线性度 AlGaN/GaN FinFET
  • DOI:
    10.1109/led.2017.2687440
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Zhang, Kai;Kong, Yuechan;Chen, Tangsheng
  • 通讯作者:
    Chen, Tangsheng

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:
    {{ item.journal_name }}
  • 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.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

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

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

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

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

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

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

径向构造电液复合缓速器制动特性
  • DOI:
    10.11936/bjutxb2019120005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李德胜;田金山;宁克焱;叶乐志;张凯
  • 通讯作者:
    张凯
应用线性程函方程和整形正则化的三维初至波旅行时层析
  • DOI:
    10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2017.02.010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    石油地球物理勘探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨国权;丁鹏程;李振春;张凯
  • 通讯作者:
    张凯
氧化石墨烯改性密胺树脂/石蜡相变微胶囊的制备及性能
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.05.024
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张丽;杨文彬;张凯;谢长琼;何方方;范敬辉;吴菊英
  • 通讯作者:
    吴菊英
靶向轮廓分析核磁定量法测定4种秦艽中龙胆苦苷与马钱苷酸
  • DOI:
    10.13422/j.cnki.syfjx.2017060098
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨晓瑞;张凯;李泽运;王峥涛
  • 通讯作者:
    王峥涛
多年冻土季节活动层区引气混凝土孔结构演变规律与抗冻性研究
  • DOI:
    10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2019.03.004
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    硅酸盐通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凯;王起才;杨子江;王庆石;王新斌
  • 通讯作者:
    王新斌

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张凯的其他基金

高线性GaN微波功率器件研究
  • 批准号:
    61874101
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码