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GaN基异质结(即AlGaN/GaN)因为其优秀的材料特性,引来了国内外学者的广泛研究。AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)正是利用该材料的这些优势发展起来的大功率,高频率电子器件。采用自对准结构的HFET能缩小器件栅与源,漏之间的串联距离,降低串联电阻,提升器件性能。但是,自对准结构的先栅特性需要栅电极经受欧姆接触退火过程,850℃的退火温度会损害栅电极的肖特基特性。为此,退火温度低于600℃的低温欧姆接触工艺被提了出来,但其接触电阻率大,需要优化。本文对该工艺的退火条件进行改进,降低了欧姆接触的接触电阻率。通过测试应用该工艺的先栅AlGaN/GaN HFET验证了该工艺的实用性。此外,为了降低器件功耗和保证失效安全,发展增强型AlGaN/GaN HFET也是现在的热点之一。本文利用AlGaN层减薄的方法对AlGaN/GaN HFET的阈值电压进行了改进,实现了接近0 V的阈值电压。同时也对AlGaN层减薄造成器件的关态漏电流增加的问题进行了分析。首先,低温欧姆接触是利用ICP处理欧姆接触区域引入N空位并辅以低温退火来实现欧姆接触。在本组已经优化了ICP刻蚀的相关条件后,通过对不同退火温度和不同退火时间进行优化,发现进行1 min的575℃退火后,接触电阻率仅为0.52 Ωmm。此数值与传统工艺相比拟,但退火温度从850℃下降到了575℃。同时,该欧姆接触相关的温度稳定性以及表面形貌的问题,本文也进行了分析。其次,本文介绍了自对准和先栅结构,指出应用这些结构需要低温欧姆接触和耐高温的栅电极。通过对比TiN肖特基二极管在不同退火处理后的I-V曲线,确认了TiN可作为耐高温材料替代Ni/Au用作栅电极。并且,本文通过对比应用低温欧姆接触工艺和传统Ti/Al/Ti/Au欧姆接触的先栅AlGaN/GaN HFET的电学特性,确认了低温欧姆接触工艺的HFET的栅电流相对于传统工艺的HFET从10-4 A下降到了10-7A。综合以上的结果,成功解决了自对准和先栅结构的栅肖特基特性退火受损问题。最后,为了实现增强型的AlGaN/GaN HFET,本文通过AIGaN层减薄的方法对HFET的阈值电压进行了调整。在AlGaN层刻蚀到仅8 nm的情况下,阈值电压为-0.04 V,已接近实现增强型。同时,本文通过对比不同刻蚀条件下HFET器件的Id-Vg、Ig-Vg曲线特性,发现了刻蚀会增加器件的关态漏电流,并对该现象的形成原因做出了一些分析。本论文的研究内容对于改善AlGaN/GaN HFET的制作工艺有可参考的地方,所用的工艺方案也较为常用,具有一定的实用性。