温度梯度对GaN热压电pn结电学性能的影响

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热感应产生的极化电势可以改变压电半导体结构内的力电物理量,这在人工智能、微机电系统(MEMS)中极具应用价值.文章针对温度梯度作用下的氮化镓(GaN)压电pn结,采用二维压电半导体多场耦合方程和精确的热电物理边界条件,数值分析了温度梯度改变对GaN热压电pn结内极化强度、电势、电场、载流子分布及电流等物理场的影响.结果表明:由于温度梯度场和极化电荷之间存在耦合,热压电pn结电学性能对温度梯度高度敏感,由温度改变产生的热感应极化电荷可以有效调节该结构的开启电压和载流子传输特性,这为操控与温度相关的智能异质结器件电流传输提供了新的方法和理论指导.
其他文献
针对MEMS器件背面引线的需求,提出了一种基于玻璃通孔(TGV)加工方法的10.16 cm(4 inch)圆片衬底的制备工艺流程.首先深硅刻蚀导电硅片,然后将硅片和玻璃片阳极键合,随后将键合后的玻璃-硅圆片经高温加热,使玻璃填充至硅片中,再依次研磨抛光玻璃-硅圆片的正面玻璃和背面硅,直至硅与嵌入玻璃在同一平面,最后得到了厚度为258μm的4 inch圆片衬底,其轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度、微观不平度十点高度的平均值分别为13,71和49 nm.此外,测得圆片中硅导通柱电阻率为0.023Ω·cm.
针对传统升压变换器升压能力不足的问题,提出一种改进型磁集成高增益Zeta变换器。分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式,分析了二极管、开关管、电容的电压应力,引入磁集成技术对电感进行耦合,减小了变换器体积和电感电流纹波。与传统Zeta变换器相比,电压增益提高了(3D+1)/D倍,电感电流纹波减小1/2。通过PSIM仿真软件对理论分析进行仿真验证,并制作实验样机对仿真和理论分析进行了验证。