宽禁带半导体材料金刚石以其高击穿场强,高载流子迁移率,高饱和漂移速度,最高的热导率,以及抗辐射能力强、化学稳定等特性,成为近年来国内外研究的热点,被认为是继GaN之后,制作高频、大功率、抗辐射、耐高温和抗腐蚀电子器件的最理想材料。本论文主要研究了氢端基金刚石与金属接触的物理特性,以及金刚石基器件的制备工艺和器件性能表征。 　　本工作采用多晶C VD金刚石薄膜,通过氢等离子体处理,在金刚石表面形成C-H共价键,C原子电负性大于H原子,共价电子偏向C原子,C原子一侧电势下降,导致能带上升,金刚石表面的费米能级高于表面自然吸附物的化学势,形成p型表面导电沟道。经室温下范德堡霍尔测试,氢端基金刚石样品方块电阻为3.096105Ω/□,在二维空穴气面密度为0.9981012/cm2下,实现空穴迁移率20.2 cm2/V·s。 　　对氢端基金刚石欧姆接触的物理特性进行了研究。采用功函数较高的金属与p型半导体接触,可以降低接触势垒高度,形成良好欧姆接触。本工作采用功函数较大的Au作为氢端基金刚石欧姆接触金属,并结合退火工艺对欧姆接触进行了研究。欧姆接触退火有助于形成欧姆接触,但对导电沟道有一定的损伤,通过 TLM 法测得欧姆接触的比接触电阻率(ρc)为4.33×10-5 Ω·cm2。同时本工作对氢端基金刚石肖特基接触特性进行了研究。采用功函数较小的 Al 金属,与氢端基金刚石形成肖特基接触。通过伏安法计算得到肖特基接触的理想因子为1.9、势垒高度为0.75 eV,肖特基二极管的开关比为105。 　　对氢端基金刚石进行了 MESF ET 器件设计和工艺制备,研制出典型的 p 型耗尽型MESF ET。实验发现小尺寸器件受晶界的影响小,导致小栅宽器件的直流输出特性优于大栅宽器件。在-6 V栅压下最大漏饱和电流密度达到204 mA/mm,在-1.5 V栅压下最大跨导达到20 mS/mm,击穿电压大于45 V。2 μm栅长下MESFET器件电流截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)分别达到1.7 GHz和2.5 GHz。