GaN基整流器件的设计与制作

来源 :中国科学院固体物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fossi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
GaN基材料是当前发展高温、高频和大功率应用电子器件的重要材料,AlGaN/GaN异质结器件及其制备技术引起了人们极大的兴趣。本文重点讨论了具有高反向击穿电压和低正向导通电压的AlGaN/GaN异质结整流器件的设计和制作。   为开展本项研究工作,首先设计并制作了一系列适用于宽禁带半导体器件研制所需的关键设备,主要包括高密度等离子体化学气相淀积系统、高密度等离子体反应离子刻蚀系统、超高真空磁控溅射靶、多功能溅射系统和终端霍尔型离子源等。本文详细讨论了设备制作的原理及设计方法。在设备的研制过程中,共申请了四项发明专利。   本文研究了GaN基器件制备过程中的清洗、光刻、刻蚀、淀积、溅射和剥离等关键工艺,并给出了最佳的实验参数和结果。   本文讨论了在非故意掺杂AlGaN/GaN异质结上制作高质量欧姆接触和肖特基接触的方法。在非故意掺杂AlGaN/GaN异质结材料上制作的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触电极,经900℃30秒退火后,欧姆接触电阻率达5.85×107Ωcm2。在非故意掺杂AlGaN/GaN异质结材料上制作的Ni/Au肖特基接触势垒高度为1.08eV,理想因子为1.53。经400℃1小时热处理后,理想因子降低至1.219。   成功设计并制作了带有场板结构的AlGaN/GaN异质结整流器件。为了改进AlGaN/GaN异质结二维电子气的输运特性,用自洽方法求解了泊松方程和薛定谔方程。理论计算表明二维电子气输运特性取决于AlGaN层中的Al组分。在优化二维电子气输运性能的基础上,研制了带有场板结构的横向AlGaN/GaN异质结整流器件。当肖特基接触电极直径为60μm,肖特基接触电极和欧姆接触电极间距为60μm时,整流器件的反向击穿电压达1675V,正向导通电压为1.23V,相应的开态电阻为13 mΩcm2,功率优化指数为216MWcm-2。同时对器件高温应用性能进行了测试,当使用NiSi或WSi制作的肖特基接触电极时,器件经受600-700℃1小时的热处理后仍保持相对稳定。结果表明,对于制作高温条件下可稳定工作的器件,难熔金属硅化物是一种较为理想的制作肖特基接触材料。
其他文献
在原子和分子尺度研究表面的结构和性质,以及在表面上构建各种纳米结构,研究其特殊的电学,磁学和光学等性质是表面纳米科学的核心内容。本文的工作就是关于表面纳米结构的构建和
本研究在小粒子光散射和吸收以及辐射传输理论的基础上,对影响辐射气候效应、激光大气传输、光学遥感、大气辐射订正、环境光学监测和技术、目标探测和识别等广泛应用的大气气
学位
超强超短激光与原子、分子、电子以及等离子体等形态物质在极端条件下的高度非线性相互作用研究是当今强场物理的重要前沿研究领域。随着强场物理、团簇科学以及激光技术的迅
硬X射线调制望远镜HXMT基于直接解调成像方法,将完成宽波段X射线成像巡天,其中在硬X射线波段具有最高的灵敏度和空间分辨率。同时,HXMT还是国际上已有计划中唯一能对黑洞等高能
学位
本论文从研究新型的晶界间隧穿型磁电阻材料的目的出发,研究的重点放在了多晶有序双钙钛矿结构氧化物Sr2FeMoO6方面。这是自1998年Kobayashi等人发现了Sr2FeMoO6材料具有室温
本文对气体放电活化反应蒸发沉积技术(GDARE)制备的纳米颗粒ZnO单层、双层以及ZnO/SnO2复合膜,进行了气敏性质及光电性质方面的研究。 本文分析研究了不同温度下的ZnO单层
碳黑气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,在大气物理、大气化学、大气光学等过程中具有重要作用。它在全球变暖、区域气候变化、环境保护与公共健康等方面影响巨大,因此研究碳黑
负折射率材料及其光学特性研究是近年来光学和材料科学等交叉前沿领域的重要研究内容。其研究成果不仅推动了光学学科的发展,丰富了物理学的内容,而且对于实现新材料具有重要的
具有优越光电性能的ZnO是第三代宽禁带半导体的核心基础材料之一,在短波长光电子器件和自旋电子学器件中具有十分巨大的应用前景。作为导电性可控的衬底,硅片价格低廉、结晶性
本论文采用密度泛函和非平衡格林函数相结合的第一性原理方法,系统地研究了量子参数电子泵的一般理论,并结合夹在两金属铝导线之间碳链参数泵来分析绝热和非绝热条件下泵浦的行