From 4d0d95d14512dddc36af38c118c2761bb3749b7a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: chn Date: Sun, 9 Mar 2025 17:57:58 +0800 Subject: [PATCH] add files --- GaN高温项目/1-s2.0-S1369800124004554-main.pdf | 3 + GaN高温项目/PhysRevB.109.104310.pdf | 3 + GaN高温项目/PhysRevB.109.155204.pdf | 3 + GaN高温项目/README.md | 82 +++++++++++++++++++ ...on_of_p-GaN_Gate_HEMT_With_Etch-Stop_Layer.pdf | 3 + GaN高温项目/d4cp03880k.pdf | 3 + GaN高温项目/micromachines-15-00330.pdf | 3 + ...for High-Temperature Applications A Review.pdf | 3 + GaN高温项目/s41467-024-53394-z.pdf | 3 + 声子/gubbin2017.pdf | 3 + 声子/karakachian2017.pdf | 3 + 11 files changed, 112 insertions(+) create mode 100644 GaN高温项目/1-s2.0-S1369800124004554-main.pdf create mode 100644 GaN高温项目/PhysRevB.109.104310.pdf create mode 100644 GaN高温项目/PhysRevB.109.155204.pdf create mode 100644 GaN高温项目/README.md create mode 100644 GaN高温项目/Stable_High_Temperature_Operation_of_p-GaN_Gate_HEMT_With_Etch-Stop_Layer.pdf create mode 100644 GaN高温项目/d4cp03880k.pdf create mode 100644 GaN高温项目/micromachines-15-00330.pdf create mode 100644 GaN高温项目/review 2018 GaN Integration Technology an Ideal Candidate for High-Temperature Applications A Review.pdf create mode 100644 GaN高温项目/s41467-024-53394-z.pdf create mode 100644 声子/gubbin2017.pdf create mode 100644 声子/karakachian2017.pdf diff --git a/GaN高温项目/1-s2.0-S1369800124004554-main.pdf b/GaN高温项目/1-s2.0-S1369800124004554-main.pdf new file mode 100644 index 0000000..248521f --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/1-s2.0-S1369800124004554-main.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:0d1beba15b305187779a2c1d51a8caa15dab91b0b35cf8f9265e62836d37fa34 +size 21335620 diff --git a/GaN高温项目/PhysRevB.109.104310.pdf b/GaN高温项目/PhysRevB.109.104310.pdf new file mode 100644 index 0000000..7f536cb --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/PhysRevB.109.104310.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:5bd46582ebbd7fa1ed9c85deb673abdcb056a4ad219193ff7ad6165564b7de91 +size 1870439 diff --git a/GaN高温项目/PhysRevB.109.155204.pdf b/GaN高温项目/PhysRevB.109.155204.pdf new file mode 100644 index 0000000..d8fd629 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/PhysRevB.109.155204.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:94bd66e386b1f94e0c13e3af90ca525470a0d35acd7a3e8a2e80d9bd60407593 +size 2660037 diff --git a/GaN高温项目/README.md b/GaN高温项目/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a35ca3 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/README.md @@ -0,0 +1,82 @@ +要重点关注的内容： + +* 恶劣条件：高温环境引起的应力、温度、位错（包括杂质的迁移），以及电磁波的影响（如果有的话） +* 解决这个问题的意义。 +* 引发这个问题的机理。 +* 解决这个问题的技术路线。 +* 哪些可以计算：恶劣条件对材料能带的影响。 + +# 研究高温 GaN 器件的意义 + +2018 ieee 10.1109/ACCESS.2018.2885285 + +> 将机械系统（液压等）替换成电子器件，可以提高可靠性、容易维护、减少体积。 +> +> 传统半导体超过125度之后就不能工作。 +> 如果外加冷却和监控系统会增加系统复杂度，增加体积、重量，降低可靠性，这在一些关键领域（例如航空航天）是不可接受的。 +> 例如，SOI、GaAs、SiGe 只能在 300 度以下工作，并且工作时长有限， +> 不能满足一些要求（涡轮引擎需要600度，航空航天、金星水星的探索需要500度，地热、汽车的应用也需要500度）。 +> +> SiC 和 GaN 具有较好的性质（宽禁带 (3eV)，高饱和漂移速率，高热导率，低本征载流子浓度，高击穿电场）。 +> GaN 等 III-N 比 SiC 好，包括：外延质量更高；晶圆大，同制程（line-width）更便宜；响应速率更高，工作温度更高。 +> 同时还有一个细节上的优势，the temperature stability of electron concentration in the HEMT channel +> makes GaN devices more stable at high temperature. + +带隙可调 + +# 高温下 GaN 器件性能下降的机理 + +2018 ieee 10.1109/ACCESS.2018.2885285 + +> 高温会导致本征载流子浓度增加，漏电流增加，肖特基结中的载流子发射漏电流增加。同时，大电流还意味着较大的电阻热（能量损失），以及器件温度的进一步升高。 + +# 挑战 + +2018 ieee 10.1109/ACCESS.2018.2885285 + +> **缺陷**： +> +> 异质外延导致缺陷增加，影响器件性能。大功率器件由于更大的结面积和更大的电压，所以影响更大。工作于300到600度的 GaN 器件已经造出来了，但长期可靠性仍然未知。 +> +> **和金属的接触**： +> +> 肖特基/欧姆接触：由于缺少肖特基势垒较低的金属，GaN 的低电阻欧姆接触需要重掺。通常使用 n 型重掺，因为 p 型重掺不容易做。许多种金属（Ti/Al/Ni/Au/Pt）、各种温度（25-600度）的接触都被研究过，有时还会沉积一个介电层来降低漏电流，高温会使得介电层的深能级陷阱离化，导致击穿电压降低。 + +--- + +GaN 声子计算前沿： + +* 文章都是在**解释**热导率在高温下的变化等，没有进行到**优化**性能这一步。 +* 他们算的东西，我们很可能都可以算。实验不一定。（有没有高分辨率 EELS？） +* 三篇文章（都是2024年）： + * 河南大学，PRB，高温影响声子非线性效应（四声子作用为主），进一步影响热导率。（Bin Wei, Yongheng Li , Wang Li, Kai Wang, Qiyang Sun, Xiaolong Yang , Douglas L. Abernathy, + Qilong Gao, Chen Li , Jiawang Hong, and Yuan-Hua Lin，High-order phonon anharmonicity and thermal conductivity in GaN，PHYSICAL REVIEW B 109, 155204 (2024) ） + * VASP 计算结果用 MLIP 做机器学习生成势场，然后再用 lammps 在大尺寸上模拟。这个我们应该也可以做。 + * 理论性不强（没有太多公式推导），LO 模式可能有点问题（之后讨论）。 + * 有实验，理论与实验对照。 + * 北京大学，nature com.，研究 GaN 中一种层错（PSF）导致的振动模式，把模式分成了三类，每一类原子如何运动、对应哪个 EELS 峰。（Hailing Jiang, Tao Wang , Zhenyu Zhang, Fang Liu, Ruochen Shi + , + Bowen Sheng, Shanshan Sheng, Weikun Ge, Ping Wang, Bo Shen, + Bo Sun, Peng Gao, Lucas Lindsay, Xinqiang Wang, Atomic-scale visualization of defect-induced + localized vibrations in GaN, Nature Communications (2024)15:9052) + * 计算用 QE。似乎不注重在计算，主要在实验。我们要算的话也可以。 + * 美国范德比尔特大学，PRB，超晶格的导热性会随着温度升高而降低，研究了各种组分/厚度的超晶格在不同温度下的热导率，以及引起热导率变化的声子模式。(B. Baer, D. G. Walker, and L. Lindsay, Phonon transport governed by intrinsic scattering in short-period AlN/GaN superlattices, PHYSICAL REVIEW B 109, 104310 (2024)) + * 计算方法比较新，DFT derived + Peierls-Boltzmann transport，DFTPBT，有开源代码，我不确定我们能不能算（没有理由说“不能”）。 + + + + + + + + + + + +异质结附近会形成三角形的量子阱，同时电子可能会被trap到晶体中的杂质和界面附近，使得器件输出功率下降。 +可以通过施加光照来解决（将电子从陷阱中激发出来）。 +有几种影响这个过程的散射机制，包括 polar optic scattering, ionized impurity scattering, piezoelectric scattering and acoustic phonon scattering. + + + diff --git a/GaN高温项目/Stable_High_Temperature_Operation_of_p-GaN_Gate_HEMT_With_Etch-Stop_Layer.pdf b/GaN高温项目/Stable_High_Temperature_Operation_of_p-GaN_Gate_HEMT_With_Etch-Stop_Layer.pdf new file mode 100644 index 0000000..92f0639 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/Stable_High_Temperature_Operation_of_p-GaN_Gate_HEMT_With_Etch-Stop_Layer.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:989c9f388054876d7afc02d04c40cd05c5b16590ff2f5142d040e60856abcfd5 +size 2883053 diff --git a/GaN高温项目/d4cp03880k.pdf b/GaN高温项目/d4cp03880k.pdf new file mode 100644 index 0000000..5d95c47 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/d4cp03880k.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:f73ee25bd6ff6d476929e63e49e89058285836d7fe63a7aabdce37c50ea85164 +size 4456791 diff --git a/GaN高温项目/micromachines-15-00330.pdf b/GaN高温项目/micromachines-15-00330.pdf new file mode 100644 index 0000000..518bcae --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/micromachines-15-00330.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:d2ddd0ab7e0c5fc7d976a49d69f367b3d4e7d3816efe9835ada1f3f95c20a7e9 +size 4883791 diff --git a/GaN高温项目/review 2018 GaN Integration Technology an Ideal Candidate for High-Temperature Applications A Review.pdf b/GaN高温项目/review 2018 GaN Integration Technology an Ideal Candidate for High-Temperature Applications A Review.pdf new file mode 100644 index 0000000..2e5c9c0 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/review 2018 GaN Integration Technology an Ideal Candidate for High-Temperature Applications A Review.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:e619aabf179ef95f7d1d380544a674c2a790e4dfe39e2cd2e14bc8800bb8c2df +size 10207249 diff --git a/GaN高温项目/s41467-024-53394-z.pdf b/GaN高温项目/s41467-024-53394-z.pdf new file mode 100644 index 0000000..e920242 --- /dev/null +++ b/GaN高温项目/s41467-024-53394-z.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:3b7cea7b35673f445c257a364b670102cedd254845cc5fb690fda0f0419e2fd9 +size 2343433 diff --git a/声子/gubbin2017.pdf b/声子/gubbin2017.pdf new file mode 100644 index 0000000..07d772e --- /dev/null +++ b/声子/gubbin2017.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:b3633ca2e3ef406e87665f35810bfb36c6002682c36e62392d2a9d4323e3b9dc +size 1278850 diff --git a/声子/karakachian2017.pdf b/声子/karakachian2017.pdf new file mode 100644 index 0000000..9a65126 --- /dev/null +++ b/声子/karakachian2017.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:8a5ff7a395cc7bc9929cdb638f00763d6cd6728b3a3496ed416aaf7bc422193c +size 1284712