大功率AlGaN/GaN HEMT关键制作工艺的研究

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本论文主要研究了实现大功率 AlGaN/GaN HEMT 实用化所必须解决的两个关键问题:降低栅极反向漏电流和降低热阻。论文首先对NiAu与AlGaN/GaN HEMT结构形成的肖特基接触的反向漏电流特性进行了研究。通过对 AlGaN/GaN HEMT 材料表面用 ICP 氧气等离子氧化处理,成功地将肖特基结反向漏电流降低了两个数量级。通过 XPS 分析发现,表面处理之后生成 Al 的氧化物薄膜是导致漏电流降低的原因。这一方法可以简单有效地降低栅极漏电流。论文对 GaN 基 HEMT 器件的热阻问题进行了研究。通过对热阻的理论估算,发现基于蓝宝石衬底的 AlGaN/GaN HEMT 器件的热阻不能简单地通过减薄衬底来完全解决。提出了改进的倒装焊方法来降低热阻,并设计制作了倒装焊器件。实验结果表明,这种改进的倒装焊技术可以使 HEMT 器件的饱和漏极电流提高 10%。
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