武汉大学学报(理学版)2024,Vol.70Issue(6) :763-768.DOI:10.14188/j.1671-8836.2024.0098

背栅效应下氮化镓功率器件中的载流子缺陷能级与结构研究

Research on Energy Levels and Structures of Carrier Defects in GaN Power Devices under Back-Gating Effects

张梦蝶 季雯 曹茹月 姜俊松 尹玉莲 谭琨 赵长辉 张召富 郭宇铮 唐曦
武汉大学学报(理学版)2024,Vol.70Issue(6) :763-768.DOI:10.14188/j.1671-8836.2024.0098

背栅效应下氮化镓功率器件中的载流子缺陷能级与结构研究

Research on Energy Levels and Structures of Carrier Defects in GaN Power Devices under Back-Gating Effects

张梦蝶 1季雯 2曹茹月 3姜俊松 1尹玉莲 1谭琨 1赵长辉 1张召富 4郭宇铮 4唐曦1
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作者信息

  • 1. 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601
  • 2. 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601;武汉大学工业科学研究院,湖北武汉 430072
  • 3. 剑桥大学工程系,英国剑桥CB2 1PZ
  • 4. 武汉大学工业科学研究院,湖北武汉 430072
  • 折叠

摘要

通过实验表征和理论计算为氮化镓功率器件中的材料缺陷和背栅效应之间提供了物理联系.首先制备了硅基氮化镓高电子迁移率晶体管;然后采用电流瞬态方法研究了器件中背栅效应下的缺陷能级,基于时间常数谱和阿伦尼乌斯定律分析,确定了三种主要的电子缺陷能级,分别为0.169、0.240和0.405 eV;最后,利用第一性原理计算研究了缺陷的可能结构.

Abstract

This study establishes a physical link between material defects and back-gating effects in GaN power devices through experimental characterization and theoretical calculations.GaN high electron-mobility transistors were first fabricated on the GaN-on-Si platform.Then,the defect level under back-gating effects was investigated using the current transient method.Three major electron defects were identified based on the time-constant spectra and Arrhenius law with energy levels of 0.169,0.240,and 0.405 eV,re-spectively.Finally,first-principles calculations were conducted to explore the potential structures of these defects.

关键词

背栅效应/电流瞬态方法/缺陷能级/第一性原理计算

Key words

back-gating effects/current transient method/defect level/first-principles calculations

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出版年

2024
武汉大学学报(理学版)
武汉大学

武汉大学学报(理学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.814
ISSN:1671-8836
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