Yeke Liu · Po-Yen Huang · Chun Chuang · Sih-Han Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月

对于射频应用的硅基氮化镓（GaN-on-Si）高电子迁移率晶体管（HEMT）而言，衬底损耗仍是一项关键挑战。在本研究中，我们通过实验验证了氮化镓/铝镓氮（GaN/AlGaN）背势垒（BB）界面处二维空穴气（2DHG）的形成，并首次证明了其在抑制射频衬底损耗方面的重要作用。我们提出了一种二维空穴气屏蔽模型，并通过技术计算机辅助设计（TCAD）仿真进行了验证。此外，我们引入了前偏置技术，可在工作偏置条件下直接观测二维空穴气。小信号建模和S参数测量显示，与无铝镓氮背势垒的器件相比，具有铝镓氮背势垒的器...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-on-Si HEMT器件的2DHG背势垒技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN/AlGaN界面形成二维空穴气体来抑制衬底损耗，使器件的截止频率和最大振荡频率分别提升7 GHz和15 GHz，同时改善了功率增益、功率附加效率和线性度指标。 对于阳光电源的核心...

Arno Kirchbrücher · Gerrit Lükens · Carsten Beckmann · Jasmin Ehrler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

传统的 AlGaN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体异质结场效应晶体管（MISHFET）会受到电介质/AlGaN 界面处俘获电荷的影响，从而导致阈值电压不稳定和准永久性偏移。在这项工作中，我们研究了采用 Al₂O₃ 栅极电介质的 AlGaN/GaN/AlGaN 双异质结（DH）MISHFET 中这些界面态的充电过程，尤其是放电过程。经过合理设计，这些无掺杂器件包含极化诱导的二维电子气（2DEG）以及二维空穴气（2DHG）。已知在施加较大的栅极偏压后，Al₂O₃/AlGaN 界面会持续地从 2...

解读: 从阳光电源功率半导体应用角度来看，这项AlGaN/GaN双异质结MISHFET技术具有重要的战略价值。氮化镓（GaN）功率器件是我司光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率转换的核心技术路径，而阈值电压稳定性一直是制约GaN器件可靠性的关键瓶颈。 该研究通过创新性地构建二维电子气（2DEG）和...

Jingjing Yu · Jin Wei · Junjie Yang · Teng Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

增强型（E 模式）氮化镓（GaN）p 沟道场效应晶体管（p - FET）的低电流密度对其在互补逻辑（CL）电路中的应用构成了严峻挑战。在这项工作中，在具有 p - 铟镓氮（InGaN）/p - GaN/铝镓氮（AlGaN）/GaN 异质结构的 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）平台上展示了一种高电流 E 模式 InGaN/GaN p - FET。所提出的异质结构在 InGaN/GaN 界面引入了净极化电荷，从而增强了二维空穴气（2DHG）。在施加负栅极偏压时，在表面金属 - 绝缘体...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高电流增强型InGaN/GaN p-FET技术具有重要的战略价值。该技术通过在p-GaN栅极HEMT平台上引入p-InGaN/p-GaN/AlGaN/GaN异质结构，利用极化电荷效应形成增强型二维空穴气（2DHG）通道，成功将p-FET的最大电流密度提升至-20 mA/...

Kosuke Ota · Koji Amazutsumi · Runming Zhang · Yuta Nameki 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

由于具有优异的物理特性，金刚石是一种很有前景的功率器件材料，而垂直 p 沟道场效应晶体管（FET）对于实现下一代互补逆变器至关重要。在本研究中，我们利用氢终端金刚石表面诱导的二维空穴气（2DHG）制造了一个（001）垂直金刚石 MOSFET。该器件采用了一种沟槽结构，其在硼掺杂金刚石（p +）衬底中的过刻蚀深度为 1.5 微米。然而，在低电压区域（−4 V ≤ VDS ≤ 0 V）观察到漏极电流上升受到抑制。为了探究其原因，我们对沟槽型横向器件进行了测量，在这类器件中电流不经过再生长层，且在低电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项金刚石垂直MOSFET技术研究代表了功率半导体器件领域的前沿探索，对我们的光伏逆变器和储能系统具有长远战略意义。 金刚石作为第四代半导体材料，其优异的物理特性——极高的击穿电场强度、热导率和载流子迁移率——使其在高功率密度应用中具有革命性潜力。该研究通过氢终端表面诱导...

Oxford University Press · New York · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

近年来，GaN/AlN异质结中高导电二维空穴气（2DHG）的发现为实现高效的互补型GaN电子器件开辟了道路，这是宽禁带半导体器件物理中的长期挑战。电输运研究和模拟表明，这些2DHG中重空穴和轻空穴价带均被占据，但对可动空穴基本参数的直接实验表征仍处于初期阶段。本文利用时间域太赫兹光谱结合高达31 T的脉冲磁场，在低温（8 K）下直接测量了基于GaN的2DHG中可动二维空穴的回旋共振，揭示了有效质量、载流子浓度、散射时间和迁移率等关键材料参数。

解读: 该GaN/AlN异质结二维空穴气研究为阳光电源GaN功率器件开发提供关键基础数据。通过太赫兹回旋共振直接表征的空穴有效质量、迁移率等参数，可指导SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN器件的优化设计。二维空穴气的高导电特性有助于实现互补型GaN器件（p型+n型），突破现有单极性限制，提升电动汽车驱...

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月

表面附近具有致密二维空穴气（2DHG）p 型导电层的氢终端（C - H）金刚石金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）呈现出典型的常开工作特性和高击穿电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {BR}}$ </tex -...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项金刚石功率器件技术代表了超宽禁带半导体在高压电力电子领域的重要突破，与公司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品的技术演进方向高度契合。 该研究通过创新的C-H/C-Si-O/C-H混合沟道结构，成功解决了金刚石MOSFET常关型器件耐压能力不足的关键瓶颈。实现-8.6V...