- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

为研究磷化铟高电子迁移率晶体管(InP HEMT)外延结构材料的抗电子辐照加固设计的效果, 本文采用气态源分子束外延法制备了系列InP HEMT外延结构材料. 针对不同外延结构材料开展了1.5 MeV电子束辐照试验, 在辐照注量为2 × 10 ¹⁵cm ^–2条件下, 并测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气辐照前后的电学特性, 获得了辐照前后不同外延结构InP HEMT材料二维电子气归一化浓度和电子迁移率随外延参数的变化规律, 分析了InP HEMT二维电子气辐射损伤与Si-δ掺杂浓度、InGaAs 沟道厚度和沟道In组分以及隔离层厚度等结构参数的关系. 结果表明: Si-δ掺杂浓度越大, 隔离层厚度较薄, InGaAs 沟道厚度较大, 沟道In组分低的InP HEMT外延结构二维电子气辐射损伤相对较低, 具有更强的抗电子辐照能力. 经分析原因如下: 1)电子束与材料晶格发生能量传递, 破坏晶格完整性, 且在沟道异质界面引入辐射诱导缺陷, 增加复合中心密度, 散射增强导致二维电子气迁移率和浓度降低; 2)高浓度Si-δ掺杂和薄隔离层有利于提高量子阱二维电子气浓度, 降低二维电子气受辐射损伤的影响; 3)高In组分应变沟道有利于提高二维电子气迁移率, 但辐照后更容易应变弛豫产生位错缺陷, 导致二维电子气迁移率显著下降.

关键词:

Abstract

In order to improve the radiation-resistance ability of the InP based high electron mobility transistor (InP HEMT) by optimizing the epitaxial structure design, a series of InP HEMT epitaxial structure materials with different structure parameters is grown by gas source molecular beam epitaxy. These samples are irradiated at room temperature by a 1.5-MeV electron beam at the same irradiation fluence of 2 × 10 ¹⁵cm ^–2. The electrical properties of the two-dimensional electron gas (2DEG) for InP HEMT epitaxial materials before and after irradiation are measured by Hall measurements to obtain the changes of the normalized 2DEG density and electron mobility along with the epitaxial structure parameters. The relation between 2DEG radiation damage and epitaxial structure parameters (such as Si-δ-doping density, spacer thickness, channel thickness and channel In content) of InP HEMT epitaxial structure materials is analyzed. The results show that the 2DEG of the InP HEMT epitaxial structure material with higher Si-δ-doping density, thinner spacer thickness, thicker channel thickness and lower channel In content has lower radiation damage, which possesses the stronger radiation-resistance ability.

Keywords:

InP based high electron mobility transistor/
two-dimensional electron gas/
electron beam irradiation/
radiation-resistance

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:周书星,sxzhou2020@163.com

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 11705277, 61434006)和湖北文理学院博士科研启动基金 (批准号: kyqdf2059038)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Zhou Shu-Xing,sxzhou2020@163.com

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11705277, 61434006) and the Doctoral Research Foundation Project of Hubei University of Arts and Science, China (Grant No. kyqdf2059038).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

Layer	Material	Doping	Thickness/nm
Cap layer 1	In_0.65Ga_0.35As	n⁺	10
Cap layer 2	In_0.53Ga_0.47As	n⁺	15
Cap layer 3	In_0.52Al_0.48As	n⁺	15
Etch-stopper	InP	un	4
Barrier layer	In_0.52Al_0.48As	un	8
δ-doping	Si	(3—6)×10¹²cm^–2
Spacer layer	In_0.52Al_0.48As	un	h_w
Channel	In_xGa_1–xAs	un	t_w
Buffer layer	In_0.52Al_0.48As	un	300
S.I.InP sub

下载: 导出CSV

Sample No.	RT		77 K
Sample No.	n/ (10¹²cm^–2)	u/ (cm²·V^–1·s^–1)	n/ (10¹²cm^–2)	u/ (cm²·V^–1·s^–1)
A1	1.851	8010	1.858	17100
A2	2.201	7920	2.205	16500
A3	2.394	7810	2.402	15900
A4	2.695	7530	2.700	14800
B1	2.557	7870	2.557	15100
B2	2.394	7810	2.402	15900
B3	2.272	7980	2.270	16700
B4	2.105	8110	2.085	17600
C1	2.408	8310	2.410	18400
C2	2.420	8960	2.421	22600
C3	2.431	9510	2.430	26200
C4	2.444	10500	2.445	32100
D1	2.387	7780	2.357	15600
D2	2.394	7810	2.402	15900
D3	2.398	7820	2.404	16000
D4	2.340	7810	2.405	16100

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

[1]	潘佳萍, 张冶文, 李俊, 吕天华, 郑飞虎.结合电子束辐照与压电压力波法空间电荷分布实时测量的空间电荷包迁移行为的研究. 必威体育下载 , 2024, 73(2): 027701.doi:10.7498/aps.73.20231353
[2]	王继光, 李珑玲, 邱嘉图, 陈许敏, 曹东兴.钙钛矿超晶格材料界面二维电子气的调控. 必威体育下载 , 2023, 72(17): 176801.doi:10.7498/aps.72.20230573
[3]	周书星, 方仁风, 魏彦锋, 陈传亮, 曹文彧, 张欣, 艾立鹍, 李豫东, 郭旗.InP HEMT外延结构材料抗电子辐照加固设计研究. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211265
[4]	张雪冰, 刘乃漳, 姚若河.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中二维电子气的极化光学声子散射. 必威体育下载 , 2020, 69(15): 157303.doi:10.7498/aps.69.20200250
[5]	马嵩松, 舒天宇, 朱家旗, 李锴, 吴惠桢.Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结二维电子气研究进展. 必威体育下载 , 2019, 68(16): 166801.doi:10.7498/aps.68.20191074
[6]	李群, 陈谦, 种景.InAlN/GaN异质结二维电子气波函数的变分法研究. 必威体育下载 , 2018, 67(2): 027303.doi:10.7498/aps.67.20171827
[7]	杜玉峰, 崔丽娟, 李金升, 李然然, 万发荣.铝中气泡在电子束辐照下的异常放热现象. 必威体育下载 , 2018, 67(21): 216101.doi:10.7498/aps.67.20181140
[8]	吴学科, 黄伟其, 董泰阁, 王刚, 刘世荣, 秦朝介.热退火、激光束和电子束等作用对纳米硅制备及其局域态发光特性的影响. 必威体育下载 , 2016, 65(10): 104202.doi:10.7498/aps.65.104202
[9]	李杰, 高进, 万发荣.电子束辐照下的注氘铝的结构变化. 必威体育下载 , 2016, 65(2): 026102.doi:10.7498/aps.65.026102
[10]	玛丽娅, 李豫东, 郭旗, 艾尔肯, 王海娇, 曾骏哲.In0.53Ga0.47As/InP量子阱与体材料的1 MeV电子束辐照光致发光谱研究. 必威体育下载 , 2015, 64(15): 154217.doi:10.7498/aps.64.154217
[11]	王现彬, 赵正平, 冯志红.N极性GaN/AlGaN异质结二维电子气模拟. 必威体育下载 , 2014, 63(8): 080202.doi:10.7498/aps.63.080202
[12]	钟勉, 杨亮, 任玮, 向霞, 刘翔, 练友运, 徐世珍, 郭德成, 郑万国, 袁晓东.高功率脉冲电子束辐照SiO2的光学和激光损伤性能. 必威体育下载 , 2014, 63(24): 246103.doi:10.7498/aps.63.246103
[13]	张阳, 顾书林, 叶建东, 黄时敏, 顾然, 陈斌, 朱顺明, 郑有炓.ZnMgO/ZnO异质结构中二维电子气的研究. 必威体育下载 , 2013, 62(15): 150202.doi:10.7498/aps.62.150202
[14]	王威, 周文政, 韦尚江, 李小娟, 常志刚, 林铁, 商丽燕, 韩奎, 段俊熙, 唐宁, 沈波, 褚君浩.GaN/AlxGa1-xN异质结二维电子气的磁电阻研究. 必威体育下载 , 2012, 61(23): 237302.doi:10.7498/aps.61.237302
[15]	李论雄, 苏江滨, 吴燕, 朱贤方, 王占国.电子束诱导单壁碳纳米管不稳定的新观察. 必威体育下载 , 2012, 61(3): 036401.doi:10.7498/aps.61.036401
[16]	赵衡煜, 俞平胜, 郭鑫, 苏良碧, 李欣年, 方晓明, 杨秋红, 徐军.电子束辐照诱导Bi:α-BaB2O4 单晶近红外宽带发光的研究. 必威体育下载 , 2011, 60(9): 097802.doi:10.7498/aps.60.097802
[17]	高宏玲, 李东临, 周文政, 商丽燕, 王宝强, 朱战平, 曾一平.不同量子阱宽度的InP基In0.53GaAs/In0.52AlAs高电子迁移率晶体管材料二维电子气的性能研究. 必威体育下载 , 2007, 56(8): 4955-4959.doi:10.7498/aps.56.4955
[18]	周忠堂, 郭丽伟, 邢志刚, 丁国建, 谭长林, 吕力, 刘建, 刘新宇, 贾海强, 陈弘, 周均铭.AlGaN/AlN/GaN结构中二维电子气的输运特性. 必威体育下载 , 2007, 56(10): 6013-6018.doi:10.7498/aps.56.6013
[19]	李东临, 曾一平.InP基HEMT器件中二维电子气浓度及分布与沟道层厚度关系的理论分析. 必威体育下载 , 2006, 55(7): 3677-3682.doi:10.7498/aps.55.3677
[20]	周文政, 姚炜, 朱博, 仇志军, 郭少令, 林铁, 崔利杰, 桂永胜, 褚君浩.单边掺杂InAlAs/InGaAs单量子阱中二维电子气的磁输运特性. 必威体育下载 , 2006, 55(4): 2044-2048.doi:10.7498/aps.55.2044

计量

文章访问数:4388
PDF下载量:85
被引次数:0

搜索

留言板