matériau à base de GaN (y compris GaN, et des alliages avec InN, AIN) est due à sa large bande interdite peut être directement ajustée, une grande saturation vitesse de la mobilité des électrons, champ de claquage élevée SUPERIEUR d'excellentes performances, et la photo est devenue une puissance à haute fréquence un matériau important pour les appareils électroniques. Dans lequel le matériau semi-conducteur par type p et de type n dopé pour former une jonction p-n est une de la structure de base de nombreux appareils. Cependant, en raison de faible concentration de trous GaN de type p, une petite mobilité électronique, la faible efficacité jonction PN GaN est également l'une des raisons qui entravent le développement de ces dispositifs.
Récemment, l'Institut de physique, Académie chinoise des sciences / Beijing Laboratoire national de matière condensée (puces) étudiant au doctorat Peng E03 ont quitté le groupe et Jiang Yang, Wang Lu, associé de recherche sous la direction de chercheurs Mazi Guang Chen Hong et Liu Wu Ming-chercheur le capital normal Prof. Jian Chun TF et la coopération, en utilisant les propriétés de polarisation du matériau inséré dans quantique pur InGaN et GaN de type n / (Al, Ga) N / GaN à double hétérojonction observées à travers la marche avant et arrière différence significative dans la mise en uvre réussie de la jonction pn comportement redresseuse.
Comme représenté sur la figure 1 (a), lorsque la couche d'InGaN est inséré sous la couche de barrière AlGaN, en raison de la polarisation piézoélectrique, InGaN couche de puits quantique de niveau InGaN incliné, ce qui induit la formation de l'interface de barrière InGaN / GaN, tandis que diffusion électronique de canal à partir du quantum InGaN et l'interface de AlGaN / GaN, et augmenter ainsi le niveau de formation de la barrière de GaN de barrière de diffusion d'électrons. Les deux améliorer la barrière interface de AlGaN / GaN entre l'effet de limitation de canal sur les électrons, ce qui entraîne une augmentation de la concentration en électrons dans le canal, réduisant ainsi la mise en marche vers l'avant tension. . Pendant ce temps, la distance de la couche d'insertion InGaN (l'épaisseur de l'entretoise de GaN) a une influence directe sur les propriétés électriques de la couche de barrière AlGaN, la figure 1 (c), lorsque l'épaisseur de la couche de GaN est de 15 nm, les échantillons apparaissent - 10,6 V tension de seuil inverse, redressée par l'échantillon jusqu'à ± 1,8 V lorsque 8,2 x 104 rapport (RR).
Structure de la couche d'un diagramme de bande d'énergie de la Fig. 1 (a) GaN / Al0.15Ga0.85N / GaN entretoise / In0.2Ga0.8N / GaN et de puits quantiques InGaN sans insertion. (B) une épaisseur différente de l'échantillon GaN diagramme de bande d'espacement. (3) la courbe caractéristique I-V.
Rectifiant caractéristiques comme expliqué ci-dessus, en liaison avec la relation de l'équipe projet théorie de l'émission thermoionique échantillons IV ont été ajustées structure de bande théorique calculée d'un échantillon de hétérojonction avec la couche de puits quantique InGaN est inséré à une polarisation différente (Fig. 2 (a)), la relation entre la courbe théorique et l'échantillon expérimental IV correspondent bien. Dans le cas de polarisation inverse, la direction de champ du champ de polarisation dans une direction opposée à la quantique InGaN et, dans une certaine mesure, ce qui nuit à l'interface de barrière InGaN / GaN, de supprimer l'élévation de la bande de GaN, plus une partie de tension liée à l'automne InGaN région de puits quantique (V3), tombe sur la région déplétion électronique GaN chute de tension V1 est réduite et la région d'appauvrissement pour augmenter la barrière V- = VB- | V1 | des systèmes de hétérojonction inversion de courant d'émission thermique
Il est supprimé, ce qui conduit à une tension de seuil inverse devient grand. Dans le cas de la polarisation en sens direct, la direction du champ AlGaN couche barrière dans une direction opposée au champ de polarisation, de réduire la hauteur de la barrière AlGaN, tandis que la barrière d'interface InGaN / GaN mince, les électrons peuvent être à effet tunnel à travers, vers l'avant courant est limité principalement barrière AlGaN, la taille de courant d'émission de chaleur de l'avant
, En fonction de A + et V +, puits quantiques InGaN Interface améliorée insérées AlGaN / GaN limitant les électrons de canal d'électrons, ce qui améliore grandement le A + (environ 1,81 mA), ouvrant ainsi la chute de tension directe.
La figure 2 (a) n-GaN / AlGaN / GaN / InGaN / I-V relation entre n-GaN bande de conduction à hétérojonction dans l'échantillon (b) d'un échantillon sous différents polarisation (dispersion) et la théorie d'ajustement de courbe
Évite le problème trouvé dans le matériau GaN de dopant de type p, pour la fabrication d'un nouveau futur HBT, IGBT inefficacités décrits ci-dessus, et d'autres nouveaux dispositifs électroniques peuvent être fournis; cette méthode est basée sur un matériau semi-conducteur ayant d'autres caractéristiques de polarisation (par exemple, ZnO en même temps matériaux à base) pour obtenir la propriété de rectification a aussi une valeur de référence importante. Le travail a été publié dans Phys. Rev. Applied 8, 024005 (2017).
Les travaux de recherche a été soutenue par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (11574362, 61210014, 11374340, 11474205), parrainé par le Programme des sciences municipal de Beijing et de la technologie (Z151100003515001), dans lequel le travail de développement de l'appareil a été l'appui solide de laboratoire micro-traitement Gu Chi groupes d'étude.
Edit: Donuts
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