Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

GaN - "High Pressure Semiconductor" in Modern Physics and Technology

100%

Grzegory I. , Porowski S.

Polish Journal of Chemistry

|

2008

|

tom Vol. 82, nr 10

1869-1890

EN

Due to the strong binding energy of nitrogen molecule, GaN is unstable at high temperatures in relation to its constituents. Consequently, high temperature crystallization methods which are necessary for high quality bulk single crystals, require high pressures. GaN and its ternaries with In and Al form a foundation for the fast est growing sectors of semiconductor technology, such as short wave length optoelectronics and high-power high-frequency electronics. In this paper crystallization, physical properties and applications of GaN single crystals are discussed, with a special focus on the results coming from the Institute of High Pressure Physics of Polish Academy of Sciences.

2

Pd/GaN(0001) interface properties

100%

Grodzicki M. , Mazur P. , Zuber S. , Pers J. , Ciszewski A.

Materials Science Poland

|

2014

|

tom Vol. 32, No. 2

252--256

EN

Institute of Experimental Physics, University of Wroclaw, pl. Maxa Borna 9, 50-204 Wrocław, Poland This report concerns the properties of an interface formed between Pd films deposited onto the surface of (0001)-oriented n-type GaN at room temperature (RT) under ultrahigh vacuum. The surface of clean substrate and the stages of Pd-film growth were characterized in situ by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning tunneling microscopy (STM), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), and low energy electron diffraction (LEED). As-deposited Pd films are grainy, cover the substrate surface uniformly and reproduce its topography. Electron affinity of the clean n-GaN surface amounts to 3.1 eV. The work function of the Pd-film is equal to 5.3 eV. No chemical interaction has been found at the Pd/GaN interface formed at RT. The Schottky barrier height of the Pd/GaN contact is equal to 1.60 eV.

3

Influence of the columnar structure of heteroepitaxial nitride layers on the transport of electrons

100%

Szyszka A. , Paszkiewicz B. , Paszkiewicz R. , Tłaczała M.

Materials Science Poland

|

2008

|

tom Vol. 26, No. 1

221--227

EN

The influence of the columnar structure of heteroepitaxial nitride layers on electronic transport has been described within the model of thermionic emission of carriers through potential barriers formed at grain boundaries. Dependence of the potential barrier height on the material properties and applied external voltage has been calculated. Potential barriers heights for gallium nitride layers grown by the metalorganic vapour phase epitaxy method has been estimated to be in the range of 20-60 meV and 10-40 meV in the dark and under illumination, respectively.

4

Properties comparison of GaN epilayers deposited under different growth temperatures

100%

Wang P. , Yan H. , Cao B. , Wei W. , Gan Z. , Liu Z.

Opto-Electronics Review

|

2011

|

tom Vol. 19, No. 1

30-33

EN

Undoped GaN epilayers were grown on c-plane sapphire substrates under different growth temperatures by metalorganic chemical vapour deposition (MOCVD). The optical and structural characteristics of these grown samples were studied and compared. It was found that the crystalline quality of GaN film deposited at 1050°C was better that of other samples. Photoluminescence spectra showed that the intensities of yellow luminescence band of the samples decreased as the growth temperature increased. All above test results demonstrate that high temperature deposition can serve as a good method for high-quality GaN epilayer growth and there exists an optimal growth temperature.

5

Optimization of p-type contacts to InGaN-based laser diodes and light emitting diodes grown by plasma assisted molecular beam epitaxy

100%

Nowakowski-Szkudlarek K. , Muziol G. , Żak M. , Hajdel M. , Siekacz M. , Feduniewicz-Żmuda A. , Skierbiszewski C.

Optica Applicata

|

2020

|

tom Vol. 50, nr 2

323--330

EN

We investigated the influence of the In0.17Ga0.83N:Mg contact layer grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on the resistivity of p-type Ni/Au contacts. We demonstrate that the Schottky barrier width for p-type contact is less than 5 nm. We compare circular transmission line measurements with a p-n diode current-voltage characteristics and show that discrepancies between these two methods can occur if surface quality is deteriorated. It is found that the most efficient contacts to p-type material consist of In0.17Ga0.83N:Mg contact layer with Mg doping levelas high as 2 × 1020 cm–3.

6

Etching and ellipsometry studies on CL-VPE grown GaN epilayer

88%

Puviarasu P.

Materials Science Poland

|

2017

|

tom Vol. 35, No. 1

135--139

EN

The surface morphological characteristics of wet chemical etched GaN layers grown at different temperatures on (0 0 0 1) sapphire substrates by Chloride-Vapor Phase Epitaxy (Cl-VPE) have been studied using optical microscope. Significant surface morphology changes have been observed in correlation to the growth temperature and etching time. Also optical properties of the as grown and high-energy silicon (Si) ion irradiated gallium nitride (GaN) epilayers were studied using monochromatic ellipsometry. The effect of ion fluences on the refractive index of the GaN has been investigated and it has been found to decrease with an increase of ion fluence. This decrease is attributed to irradiation-induced defects and polycrystallization which plays an important role in determining the optical properties of silicon (Si) ion irradiated GaN layers.

7

Two-dimensional modeling of surface photovoltage in metal/insulator/n-GaN structure with cylindrical symmetry

88%

Matys M. , Powroznik P. , Powroznik P. , Kupka D. , Adamowicz B.

Optica Applicata

|

2013

|

tom Vol. 43, nr 1

47--52

EN

The rigorous numerical analysis of the surface photovoltage (SPV) versus excitation UV-light intensity (Φ), from 104 to 1020 photon/(cm2s) in a metal/insulator/n-GaN structure with a negative gate voltage (VG = –2 V) was performed using a finite element method. In the simulations we assumed a continuous U-shape density distribution function Dit(E) of the interface states and n-type doping concentration ND = 1016 cm–3. The SPV signal was calculated and compared in three different characteristic regions at the interface, namely i) under the gate centre, ii) near the gate edge and iii) between the gate and ohmic contact. We attributed the differences in SPV(Φ) dependences to the influence of the interface states in terms of the initial band bending and interface recombination controlled by the gate bias. The obtained results are useful for the design of GaN-based UV-radiation photodetectors.

8

Surface photocurrent nonuniformities in MSM detectors fabricated in gallium nitride heteroepitaxial layers

88%

Szyszka A. , Paszkiewicz B. , Paszkiewicz R. , Tłaczała M.

Optica Applicata

|

2009

|

tom Vol. 39, nr 4

723-728

EN

A correlation of surface potential maps and photocurrent distribution images in metal-semiconductor-metal (MSM) structures allows to notice spatial nonuniformities in detector principle of operation. This effect exists only for low frequency modulation of optical excitation. This phenomenon was explained by the inhomogeneity of potential barriers and surface states density in heteroepitaxial gallium nitride layers caused by their columnar structure.

9

Gallium oxide buffer layers for gallium nitride epitaxy

88%

Korbutowicz R. , Wnek J. , Panachida P. , Serafinczuk J. , Srnanek R.

Optica Applicata

|

2013

|

tom Vol. 43, nr 1

73--79

EN

Gallium nitride (GaN) is very attractive semiconductor material because of its unique properties. The serious matter is a lack of easy access to bulk crystals of GaN. Synthesized crystals are precious and rather small. For these reasons almost all device manufacturers and researchers apply alternative substrates for gallium nitride devices epitaxy and it causes that the technology is intricate. Alternative substrates need buffer layers – their technology is usually complex and expensive. We have proposed a simple method to avoid large costs: applying gallium oxide – monoclinic β-Ga2O3, as the buffer layer, which has structural properties quite good matched to GaN. As the substrates made from single crystal gallium oxide are still hardly available on the market, we have used hydride vapour phase epitaxy (HVPE) GaN epilayers as a starting material. It can be GaN layer under good quality – middle or low. The oxidation process converts top GaN to β-Ga2O3 layer which can release or absorb the strain. Applying such structure in another, second, epitaxy of GaN allows to obtain good quality epitaxial structures using HVPE technique.

10

AMMONO-GaN substrates for microwave and RF electronics applications

75%

Dwiliński R. , Doradziński R. , Sierzputowski L. , Kucharski R. , Zając M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

tom Vol. 53, nr 7

11-13

EN

Bulk GaN crystals are regarded as the most promising candidates for substrates for optoelectronic, high power and high frequency electronic devices. In this paper some principles of ammonothermal method of bulk gallium nitride growth are presented. Excellent structural properties and wide spectrum of electrical parameters of obtained this way truły bulk GaN crystals are shown. In considered crystals a Iow dislocation dens ity (5x10³ cm²) is attainable. High crystallinity is manifested by extremely fiat crystal lattice and very narrow (FWHM=16 arcsec) X-ray rocking. Both polar and nonpolar ammonothermal GaN substrates enabled to grow high quality, strain-free homoepitaxial layers and AlGaN/GaN heterostructures. This may enable a breakthrough in manufacturing of aforementioned high power electronic devices.

PL

Objętościowe kryształy GaN uważane są za najbardziej obiecujące materiały do zastosowań w produkcji przyrządów optoelektronicznych i elektronicznych wysokiej mocy i wysokiej częstości. W tym artykule przedstawiony zostanie ogólny zarys metody amonotermalnej wzrostu objętościowego GaN. Doskonałe własności strukturalne i szerokie spektrum własności elektrycznych otrzymywanych tą metodą kryształów zostaną zaprezentowane. W rozważanych kryształach bardzo niska gęstość dyslokacji (5x10³ cm²) jest osiągana. Wysoka jakość strukturalna objawia się bardzo płaską siecią krystaliczną, jak również niską szerokością krzywej odbić promieniowania X (FWHM=16 arcsec). Zarówno polarne, jak i niepolarne podłoża AMMONO-GaN umożliwiają wzrost wysokiej jakości, nienaprężo nych warstw homoepitaksjalnych i heterostruktur AlGaN/GaN, co może spowodować przełom w produkcji wspomnianych wyżej przyrządów elektronicznych wysokiej mocy.

11

Application of GaN transistors to increase efficiency of switched-mode power supplies

75%

Aksamit W. , Rzeszutko J.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2016

|

tom Nr 49

11--16

EN

During the last few years Gallium Nitride became a rapidly growing technology in the power conversion market. GaN HEMT transistors are now offered by several manufacturers and it is expected that in the nearest future they will replace conventional Si transistors in many applications. The aim of this article is to present the actual benefits of GaN transistors over Si by comparing both technologies from the point of view of power losses. It is shown that thanks to lower internal capacitances and lower reverse recovery charge GaN transistors offer significant improvements in power conversion efficiency, especially at higher frequencies. Calculations of power losses are performed on the example of a buck converter. Different types of GaN transistors with different voltage ratings are analyzed.

PL

W ciągu ostatnich lat na rynku elektroniki mocy nastąpił dynamiczny rozwój technologii GaN. Tranzystory GaN HEMT są obecnie oferowane przez kilku producentów i przewiduje się że w najbliższym czasie w wielu zastosowaniach zastąpią one tradycyjne tranzystory Si. Celem tej publikacji jest przestawienie rzeczywistych zalet tranzystorów GaN w odniesieniu do Si poprzez porównanie obu technologii pod kątem strat mocy. W artykule pokazano że dzięki niższym pojemnościom wewnętrznym i niższemu ładunkowi QRR tranzystory GaN pozwalają na znaczącą poprawę sprawności, szczególnie przy wyższych częstotliwościach przełączania. Obliczenia strat mocy zostały przeprowadzone na przykładzie przetwornicy typu buck. Przeanalizowane zostały różne typy tranzystorów GaN o różnych napięciach znamionowych.

12

Small-signal microwave measurements and modeling of GaN FET devices manufactured by ITME

75%

Barmuta P. , Lewandowski A. , Łukasik K. , Schreurs D. , Dobrzański L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

tom R. 91, nr 9

9-12

EN

We present results of small-signal measurements and modeling of GaN FET devices manufactured by Institute of Electronics Materials Technology (ITME). The devices have 500 nm gate length and 100 μm gate width and are grown on 350 μm sapphire substrate. We measured scattering parameters of the devices on-wafer in the frequency range 0.01-15 GHz, and then extracted parameters of their small-signal equivalent circuits. These results show that the devices have repeatable parameters and are capable of delivering at least 14.4 dB of unilateral gain in S-band with fmax of at least 23 GHz.

PL

W artykule przedstawiono wyniki małosygnałowych pomiarów w.cz. oraz modelowania tranzystorów GaN FET wyprodukowanych w Instytucie Technologii Materiałów Elektronowych (ITME). Badane tranzystory miały bramkę o długości 500 nm i szerokości 100 μm gate i zostały wyprodukowane na podłożu szafirowym o grubości 350 μm. Parametry rozproszenia tranzystorów zostały zmierzone na stacji ostrzowej w pasmie 0,01-15 GHz, a następnie na ich podstawie zostały wyznaczone parametry małosygnałowego schematu zastępczego. Otrzymane wyniki pokazują, że badane tranzystory mają powtarzalne parametry, uzyskując co najmniej 14,4 dB wzmocnienia unilateralnego w pasmie S oraz maksymalną częstotliwość generacji co najmniej 23 GHz.

13

Capacitance-voltage and Auger chemical profile studies on AlGaN/GaN structures passivated by SiO2/Si3N4 and SiNx /Si3N4 bilayers.

75%

Adamowicz B. , Miczek M. , Hashizume T. , Klimasek A. , Żywiecki J.

Optica Applicata

|

2007

|

tom Vol. 37, nr 4

327-334

EN

AlGaN/GaN heterostructures passivated by SiO2/Si3N4 and SiNx/Si3N4 bilayers were characterized electrically by capacitance-voltage measurements and chemically by Auger microscopy chemical in-depth profiling. The 2-dimensional electron gas density was estimated from C-V curves and the electronic quality of the bilayers was evaluated from C-V hysteresis. Detailed variations of Auger peaks, in particular for oxygen, silicon, nitrogen, and carbon, versus argon ion sputtering time were registered. The electronic properties of these two structures were compared with each other and to their chemistry.

14

Modelling and Simulation of Normally-Off AlGaN/GaN MOS-HEMTs

75%

Taube A. , Sochacki M. , Szmidt J. , Kamińska E. , Piotrowska A.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2014

|

tom Vol. 60, No. 3

253-258

EN

The article presents the results of modelling and simulation of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMT transistors. The effect of the resistivity of the GaN:C layer, the channel mobility and the use of high-κ dielectrics on the electrical characteristics of the transistor has been examined. It has been shown that a low leakage current of less than 10⁻⁶ A/mm can be achieved for the acceptor dopant concentration at the level of 5×10¹⁵cm⁻³. The limitation of the maximum on-state current due to the low carrier channel mobility has been shown. It has also been demonstrated that the use of HfO₂, instead of SiO₂, as a gate dielectric increases on-state current above 0.7A/mm and reduces the negative influence of the charge accumulated in the dielectric layer.

15

Tranzystory GaN w falowniku mostkowym o wysokiej częstotliwości przełączeń (250kHz)

75%

Rąbkowski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

tom R. 92, nr 5

45--48

PL

W artykule omówiono zagadnienia związane z projektowaniem i budową falownika mostkowego wykorzystującego azotkowo-galowe (GaN) tranzystory typu Gate Injection Transistors (GIT). Przedstawione są podstawowe właściwości tych tranzystorów wraz z tematyką dotyczącą ich sterowników bramkowych. Następnie zaprezentowany jest model laboratoryjny falownika o mocy 2kVA pracującego z częstotliwością przełączeń równą 250kHz. Artykuł ilustrowany jest wynikami badań laboratoryjnych.

EN

The paper discuses issues related to design and construction of the H-bridge inverter using Gallium Nitride (GaN) Gate Injection Transistors (GIT). Basic features of the transistors are shown together with gate driver topics. Then, a laboratory model of the 2kVA inverter operating at switching frequency of 250 kHz is presented. The paper is illustrated with experimental results.

16

Active Damping in Series Connected Power Modules with Continuous Output Voltage

75%

Ulmer S. , Schullerus G. , Sönmez E.

Power Electronics and Drives

|

2021

|

tom Vol. 6 (41)

314--335

EN

This paper presents a modular and scalable power electronics concept for motor control with continuous output voltage. In contrast to multilevel concepts, modules with continuous output voltage are connected in series. The continuous output voltage of each module is obtained by using gallium nitride (GaN) high electron motility transistor (HEMT)s as switches inside the modules with a switching frequency in the range between 500 kHz and 1 MHz. Due to this high switching frequency a LC filter is integrated into the module resulting in a continuous output voltage. A main topic of the paper is the active damping of this LC output filter for each module and the analysis of the series connection of the damping behaviour. The results are illustrated with simulations and measurements.

17

Zastosowanie tranzystorów GaN w wysokoczęstotliwościowych przekształtnikach DC/DC

75%

Czyż P. , Reinke A. , Michna M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

tom R. 93, nr 1

333--338

PL

W artykule przedstawiono tranzystory mocy z azotku galu (GaN) jako przyrządy, umożliwiające budowanie wysokoczęstotliwościowych przekształtników energoelektronicznych. Opisano tranzystory GaN HEMT SSFET, przedstawiono sposób ich sterowania i czasy przełączeń. Podano wyniki badań eksperymentalnych przekształtnika obniżającego napięcie o sprawności 96,5%, pracującego z częstotliwością przełączeń 500 kHz. Zaprezentowano metodę doboru rdzenia dławika wyjściowego, zapewniającą minimalizację jego objętości i masy.

EN

In this paper GaN power transistors are evaluated and used to build high-efficiency and high-frequency power converters. The GaN HEMT SSFET characteristics and driving guidelines are presented. Switching times of transistors are measured in a double-pulse test. Moreover, a prototype buck converter is built and the efficiency is experimentally measured (96,5%) at switching frequency of 500 kHz. Finally, the benefits of achieving high switching frequency when it comes to a reduction of mass and volume of an inductor in an output filter are described.

18

Podłoża alternatywne stosowane w epitaksji azotku galu

75%

Korbutowicz R. , Dumiszewska E. , Grabowska J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2003

|

tom Vol. 44, nr 11

5-9

PL

W artykule przedstawiono kryształy stosowane jako podłoża do epitaksji azotku galu. W tabeli zebrano podstawowe i istotne dla epitaksji dane materiałowe. Omówiono pokrótce właściwości i zastosowania tych podłoży. Pokazano na diagramie niedopasowania sieciowe oraz różnice współczynników rozszerzalności cieplnej różnych podłoży i GaN. Wskazano na możliwości wytworzenia samonośnych podłoży GaN do zastosowań półprzewodnikowych.

EN

In this paper crystals used as epitaxial substrates for gallium nitride deposition are presented. Some fundamental and important for epitaxy properties of these materials are taken in the table. Properties and applications of these single crystals are briefly discussed. Lattice mismatch and differences of thermal expansion coefficients between substrates and gallium nitride are shown in the diagram. Possibilities of manufacturing free-standing GaN substrates for semiconductor applications are indicated.

19

Przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie z wykorzystaniem tranzystora w technologii GaN

63%

Paziewski P. , Supronowicz H. , Suproniuk M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

tom R. 93, nr 10

91--94

PL

W artykule zostały zaprezentowane przykładowe tranzystory wykonane w technologii azotku galu GaN do zastosowań energoelektronicznych. Opisano budowę i zasadę działania przekształtnika DC/DC podwyższającego napięcie oraz przedstawiono podstawowe założenia projektowe wraz z problemami wynikającymi z wysokich częstotliwości kluczowania i występowania znacznych prądów. Zostały również zaprezentowane wstępne wyniki badań zaprojektowanego układu.

EN

The article presents transistors made using gallium nitride GaN technology for power electronics applications. It describes the design and principle of operation of the step-up DC/DC converter and presents the basic design assumptions along with problems resulting from high switching frequencies and high currents of the inverter. It also presents preliminary results of the designed system.

20

Badanie elektrycznych właściwości powierzchni heterostruktur AlGaN/GaN/Si techniką skaningowej mikroskopii pojemnościowej

63%

Szyszka A. , Szymański T. , Tłaczała M. , Wośko M. , Paszkiewicz R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

tom R. 93, nr 8

58--60

PL

Znaczne niedopasowanie stałych sieciowych oraz współczynników rozszerzalności cieplnej występujące pomiędzy warstwą epitaksjalną, a podłożem w heterostrukturach AlGaN/GaN/Si skutkuje dużą ilością defektów strukturalnych oraz występowaniem niejednorodności właściwości półprzewodnika. W prezentowanej pracy do zobrazowania lokalnych powierzchniowych niejednorodności elektrycznych właściwości AlGaN/GaN osadzanych na podłożu krzemowym techniką MOCVD została wykorzystana technika skaningowej mikroskopii pojemnościowej. Z analizy dwuwymiarowych map sygnału SCM oraz widm dC/dVAmp =f(VDC) w różnych obszarach powierzchni próbki wynika, że ujemny ładunek zgromadzony na dyslokacjach wstępujących w warstwach epitaksjalnych wpływa na właściwości powierzchni, lecz może nie mieć zdecydowanego wpływu na powstawanie dwuwymiarowego gazu elektronowego na interfejsie AlGaN/GaN.

EN

Large mismatch of lattice constants and thermal expansion coefficients between materials in AlGaN/GaN/Si heterostructures lead to high density of structural defects and material inhomogeneities in layers. In the presented work, local electronic properties of AlGaN/GaN/Si heterostructures are investigated using scanning capacitance microscopy. Analysis of two dimensional images of SCM signal and dC/dVAmp =f(VDC) spectrum allowed to conclude that negative charge accumulated at dislocations in epitaxial layers could affect the surface electronic state of the structure but might not have major impact on two dimensional electron gas formation at the AlGaN/GaN interface.