宽带隙功率微波器件陷阱与缺陷原位表征技术及相关退化机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0405.半导体器件物理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Due to the excellent performance of wide bandgap devices in high frequency, high power applications and harsh environments, GaN and SiC-based power devices have become the next generation of key components for defense, communications, power electronics and other applications. At present, the degradation of devices' electrical parameters and their reliability problems have become the focus when devices are put into the application. In particular, defects and traps in the active area of ​​the wideband device are the key factors that affect the stability and reliability. The traditional defect and trap characterization method can not be applied to the actual device because of its very small size. To solve this problem, we proposed to implement the RC network and Bayesian iteration by collecting the transient current of the device in this project. Through the one-year funding of National Natural Science Foundation in 2016, the research has realized the breakthrough of “peak spectroscopy" in charactering defects and traps in GaN HEMT devices. In this project, we will further optimize and improve the trap "peak spectroscopy" device characterization technology, and extend to the wide bandgap device qualitatively and quantitatively; We will study the mechanism of failure mechanism and the relationship between internal mechanism and parameter degradation by monitoring the variety of characteristic lines. Also, we will explore the way to improve the reliability of the device and solve the key problem of optimizing the wide band gap power microwave device.
由于宽带隙器件在高频、大功率应用及恶劣环境下的出色表现,GaN、SiC基器件已经成为国防、通信、电力电子等应用领域期盼的下一代关键元器件。目前,器件应用后其性能参数随时间退化-器件可靠性物理问题已经成为关注的重点,其中宽带隙器件有源区存在的缺陷与陷阱是影响稳定性与可靠性的关键因素。本项目针对传统缺陷与陷阱表征方法不能适用于实际器件原位测量技术的限制,拟通过采集器件瞬态电流变化,并对其实施RC网络和贝叶斯迭代处理,经2016年一年期主任基金的研究,实现了GaN HEMT器件中缺陷和陷阱的“峰值谱”研究突破。本项目中,将进一步优化、完善陷阱的“峰值谱”器件原位表征技术,并扩展至宽带隙器件缺陷和陷阱的定性及定量表征能力提升研究;利用特征谱线随时间的变化,研究器件失效退化机理,建立内在机理与参数退化的关系模型;探索提高器件可靠性的措施,解决宽带隙功率微波器件性能优化设计的关键问题。

结项摘要

GaN、SiC基器件因其较大的禁带宽度而在高频、大功率领域内有着良好的应用前景,其已成为国防、通信、电力电子等军用和民用领域的关键核心元器件。然而,器件应用后其性能参数随时间退化-器件可靠性物理问题已经成为关注的重点,其中宽带隙器件有源区存在的缺陷与陷阱是影响稳定性与可靠性的关键因素。本项目在为期一年的研究时间里通过优化传统采集电路,提出了一种采集电压模式的瞬态电学法,其可以避免传统瞬态电流法中存在的电压漂移现象;同时,我们将该方法应用于实际器件测试中,表征了陷阱效应及其对其他器件特性的影响程度;我们研究了高能粒子对器件电学特性的影响,尤其是陷阱的影响,并进行了相关比对实验。这一优化的测试方法和研究数据对今后进一步提升HEMT器件陷阱效应的研究提供了重要支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Junction Temperature Measurement Method for SiC Bipolar Junction Transistor Using Base-Collector Voltage Drop at Low Current
利用低电流基极-集电极压降测量 SiC 双极结晶体管的结温方法
  • DOI:
    10.1109/tpel.2019.2894346
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Power Electronics
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Bangbing Shi;Shiwei Feng;Yamin Zhang;Kun Bai;Yuxuan Xiao;Lei Shi;Hui Zhu;Chunsheng Guo
  • 通讯作者:
    Chunsheng Guo
Effect of two-dimensional electron gas on horizontal heat transfer in AlGaN/AlN/GaN heterojunction transistors
二维电子气对 AlGaN/AlN/GaN 异质结晶体管水平传热的影响
  • DOI:
    10.1016/j.sse.2018.05.009
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Solid-State Electronics
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zheng Xiang;Feng Shiwei;Zhang Yamin;Jia Yunpeng
  • 通讯作者:
    Jia Yunpeng
A current-transient method for identifying the spatial positions of traps in GaN-based HEMTs
一种识别 GaN 基 HEMT 中陷阱空间位置的电流瞬态方法
  • DOI:
    10.1109/edssc.2018.8487099
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    2018 IEEE International Conference on Electron Devices and Solid State Circuits (EDSSC)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiang Zheng;Shiwei Feng;Yamin Zhang
  • 通讯作者:
    Yamin Zhang
Evaluation of the Schottky Contact Degradation on the Temperature Transient Measurements in GaN HEMTs
GaN HEMT 温度瞬态测量中肖特基接触退化的评估
  • DOI:
    10.1109/ted.2018.2812798
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Electron Devices
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zheng Xiang;Feng Shiwei;Zhang Yamin;Li Jingwei
  • 通讯作者:
    Li Jingwei
A voltage-transient methodology for characterizing traps in GaN HEMTs
用于表征 GaN HEMT 中陷阱的电压瞬态方法
  • DOI:
    10.1016/j.microrel.2018.12.009
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Microelectronics Reliability
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xiang Zheng;Shiwei Feng;Yifu Gao;Yamin Zhang;Yunpeng Gao;Shijie Pan
  • 通讯作者:
    Shijie Pan

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  • 通讯作者:
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    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    冯士维
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    半导体技术
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    郭春生
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张迎俏;汪鹏飞;冯士维;郭春生
  • 通讯作者:
    郭春生

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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]
      
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