杨乾坤
- 作品数：12 被引量：5H指数：1
- 供职机构：南京电子器件研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信理学更多>>
- 高电导率p型AlGaN材料被引量：1
- 2019年
- 南京电子器件研究所提出并研发了一种"金属源气流调制生长"的外延方法,在采用MOCVD系统外延生长Mg掺杂的p型AlGaN材料时,引入"晶体质量提升"和"激活效率提升"两种不同的生长,两种工艺在外延过程中交替进行,既能保证晶体质量,又能提升受主杂质Mg的激活效率。
- 罗伟科李忠辉孔岑杨乾坤杨峰
- 关键词：晶体质量MOCVD系统ALGAN
- 正晶向SiC衬底上表面光滑的N极性GaN薄膜材料的生长
- 2022年
- 采用MOCVD技术在101.6 mm(4英寸)正晶向半绝缘C面SiC衬底上生长了厚度为1μm的GaN缓冲层。通过深入研究不同AlN成核层上生长的GaN缓冲层的性质,揭示了正晶向SiC衬底上氮极性GaN的生长机制,发现成核层表面AlN岛的密度是决定缓冲层表面形貌的重要参数,对后续GaN的成核以及GaN岛间的合并具有显著影响。通过在AlN成核层外延期间引入N2作为载气并且以脉冲方式供应铝源,研制的成核层表面成核岛尺寸小且致密性高,有利于促进GaN成核岛之间的横向合并,并抑制GaN缓冲层的岛状生长模式,从而获得了表面光滑的N极性GaN薄膜材料,原子力显微镜20μm×20μm扫描范围下的均方根(rms)粗糙度值为1.5 nm。此外,在表面平滑的GaN薄膜上生长的GaN/AlGaN异质结的电子输运特性也同步得到提升,这有利于N极性GaN材料的微波应用。
- 沈睿李传皓李忠辉彭大青张东国杨乾坤罗伟科
- 关键词：MOCVD
- MOCVD脉冲法制备InAlGaN/GaN异质结材料特性研究被引量：2
- 2017年
- 采用MOCVD脉冲供源方法制备了76.2 mm(3英寸)高质量薄势垒层的InAlGaN/GaN异质结材料。通过对样品表面形貌及电学特性等测试,研究了进入反应腔MO源的不同脉冲组合对InAlGaN材料生长的影响,并分析了相关机理。其中等效为InAlN/AlGaN类超晶格结构的势垒层外延方法,基于原子层间近晶格匹配和超晶格的原子层调制作用,有效改善了势垒层材料质量和表面形貌,提升了异质结料的电学特性,室温下电子迁移率达到1 620cm^2/(V·s),方块电阻217.2Ω/。
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- 关键词：金属有机物化学气相沉积异质结迁移率
- V/Ⅲ比对Si基AlN薄膜结构特性的影响被引量：1
- 2016年
- 采用金属有机物化学气相外延法(MOCVD)在Si(111)衬底上生长了200nm厚的AlN薄膜,研究了V/III比对AlN薄膜晶体质量及表面六角缺陷的影响。结果表明,当V/III比为2 400时,得到的样品表面最平整,晶体质量最好,表面粗糙度为1.32nm,(002)半峰宽为0.615°,(102)半峰宽为0.689°。通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现当V/III比过高或者过低时,AlN薄膜的表面都会变得粗糙,六角形缺陷也会增多,合适的V/III比有助于抑制表面六角缺陷的产生。
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- 少层氮化硼的生长机理及技术研究
- 2022年
- 采用MOCVD技术在50.8 mm(2英寸)蓝宝石衬底上开展氮化硼(BN)材料的外延生长研究。基于Ⅴ/Ⅲ族源的同时输运工艺,探究了无序岛状、生长自终止及二维层状等三种BN生长模式的外延机理,并实现了5-6层原子厚的二维BN材料的制备。同时,提出了一种Ⅴ/Ⅲ族源的同时输运及分时输运相结合的外延生长工艺,显著提升了二维BN材料质量,其中1μm×1μm表面粗糙度Ra为0.10 nm,光学带隙宽度为5.77 eV,拉曼E2g模式的半高宽为60.7 cm^(-1)。
- 李传皓李忠辉李忠辉张东国彭大青张东国沈睿
- 关键词：氮化硼蓝宝石衬底
- 大尺寸GaN微波材料范德瓦耳斯外延机理及应力调控研究
- 2024年
- 本文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,以少层氮化硼(BN)作为插入层在4英寸蓝宝石衬底上开展范德瓦耳斯异质外延GaN微波材料的生长机理及应力调控方面的研究,探讨了AlN成核工艺对GaN缓冲层生长机制的影响,以及与材料晶体质量、应力及电学性能等之间的关联。提出了一种基于AlN/AlGaN复合成核技术的应力调控方案,首次实现了大尺寸范德瓦耳斯(vdW)异质外延材料应力的有效管控,研制的GaN微波材料的弯曲度(Bow)为+20.4μm,(002)/(102)面半峰全宽为471.6/933.5 arcsec,表面均方根粗糙度为0.52 nm,电子迁移率达到2000 cm^(2)/(V·s)。最后,基于机械剥离实现了大尺寸晶圆级GaN微波材料与蓝宝石衬底的分离,为高导热衬底转移提供便利,为大功率射频器件的制作创造条件。
- 李传皓李忠辉李忠辉张东国彭大青罗伟科
- 关键词：金属有机化学气相沉积
- G波段AlN/GaN HEMT外延材料
- 2020年
- 南京电子器件研究所基于MOCVD平台,在100 mm SiC半绝缘衬底上,提出恒压式气流吹扫和台阶式流场调控技术分别应用于生长AlN/GaN异质结界面和AlN势垒层,显著改善了AlN/GaN异质结界面不清晰、Al原子表面扩散长度偏低的外延难题,研制出高性能AlN/GaN HEMT外延材料。图1为AFM 5μm×5μm范围下的表面形貌,势垒层表面平整,原子台阶明显,RMS=0.3 nm,且无明显缺陷。
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- 关键词：势垒层异质结界面HEMTMOCVD
- 基于100mm国产SiC衬底高性能AlGaN/GaN异质结外延材料
- 2020年
- 南京电子器件研究所提出了一种"AlN表面原位图形化"技术,将AlN成核岛台阶化(图1),改善GaN缓冲层的外延生长模式,抑制GaN/AlN界面位错的生成以及纵向延伸,从而降低GaN缓冲层的穿透位错密度。另外,原位制备工艺容易实现,避免杂质引入,降低外延成本。采用该技术在100 mm国产高纯半绝缘SiC衬底上制备出1.8 μm厚高质量GaN HEMT外延材料,GaN缓冲层(002)和(102)面摇摆曲线半高宽分别达到56、147 arcsec(图2),与常规工艺相比位错密度降低80%,二维电子气室温迁移率达到2 300 cm^2/(V·s),材料结晶质量和电学特性获得显著提升。
- 张东国杨乾坤李忠辉彭大青李传皓罗伟科董逊
- 关键词：ALGAN/GAN二维电子气摇摆曲线半绝缘
- 基于复合势垒的AlGaN/GaN异质结材料的制备与性能研究
- 2023年
- 针对高线性氮化镓微波功率器件研制需求,设计并外延生长了复合势垒的Al_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN/Al_(0.20)Ga_(0.80)N/GaN异质结构材料,通过理论计算和电容-电压(C-V)测试表明复合势垒材料存在两层二维电子气沟道。生长的复合势垒材料二维电子气迁移率达到1510 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),面密度达到9.7×10^(12)cm^(-2)。得益于双沟道效应,基于复合势垒材料研制的器件跨导存在两个峰,使得跨导明显展宽,达到3.0 V,是常规材料的1.5倍。复合势垒结构器件的跨导一阶导数与二阶导数具有更加优异的特性,表明其具有更高的谐波抑制能力,显示复合势垒AlGaN/GaN异质结构在高线性应用上的优势。
- 彭大青李忠辉李忠辉李传皓蔡利康李传皓罗伟科
- 关键词：ALGAN/GAN异质结高线性跨导二维电子气
- 金属有机物化学气相沉积同质外延GaN薄膜表面形貌的改善被引量：1
- 2017年
- 为了获得高质量的GaN薄膜材料,研究了金属有机物气相沉积系统中GaN插入层对GaN衬底同质外延层表面宏观缺陷和晶体质量的影响.研究发现,插入层生长温度是影响GaN同质外延膜表面形貌和晶体质量的关键因素.由于生长模式与插入层生长温度相关,随着插入层生长温度的降低,外延膜生长模式由准台阶流模式转变为层状模式,GaN同质外延膜表面丘壑状宏观缺陷逐渐减少,但微观位错密度逐渐增大.通过对插入层温度和厚度的优化,进一步调控外延层的生长模式,最终有效降低了外延层表面的宏观缺陷,获得了表面原子级光滑平整、位错密度极低的GaN同质外延膜,其X射线衍射摇摆曲线(002),(102)晶面半峰宽分别为125arcsec和85arcsec,表面粗糙度均方根大小为0.23nm.
- 李忠辉罗伟科杨乾坤李亮周建军董逊彭大青张东国潘磊李传皓
- 关键词：金属有机物化学气相沉积
