表面处理对AlGaN/GaN HEMT器件电学性能的影响

发布时间：2021-09-27 22:28

　　近几年高性能AlGaN/GaN HEMTs器件已经成功展示了多种应用,如高温环境、大功率与微波领域都不乏它们的身影。但器件仍然存在严重的漏电问题,会产生额外的噪声、电流崩塌效应和其它可靠性问题,这些问题严重影响了器件在各个领域更好的应用,因此提高器件的可靠性非常有必要。本文依据实验条件,通过优化工艺来达到提高器件性能的目的。首先是在制作栅金属之前对器件表面进行不同方式的表面处理,包括HF溶液处理、N₂等离子体/HF/KOH溶液处理、HF/KOH溶液/Al₂O₃处理、HF/KOH溶液处理、KOH溶液处理,并对处理前后不同区域的欧姆接触和台面隔离进行测试。实验结果表明:HF溶液、HF/KOH/Al₂O₃、HF/KOH、以及仅SiN钝化后都是RSH减小,Rc增大,KOH溶液对RSH的影响很小,N₂等离子体使得RSH和Rc减小,HF溶液和KOH溶液一起处理使RSH减小的幅度很大;对于ISO测试,实验中选择了HF溶液、KOH溶液和N₂等离子体这... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 GaN基半导体器件的优势及存在问题
        1.1.1 GaN基半导体器件的优势
        1.1.2 GaN基半导体器件存在的问题
    1.2 GaN基半导体器件栅极漏电的研究现状
        1.2.1 漏电机制
        1.2.2 漏电方式
        1.2.3 改善方法
    1.3 本文研究内容与安排
第二章 GaN基HEMT器件的相关理论及制作工艺
    2.1 理论极化
        2.1.1 氮化物的晶体结构
        2.1.2 自发极化及压电极化
    2.2 2DEG相关知识
        2.2.1 AlGaN/GaN异质结的生长及 2DEG的形成
        2.2.2 2DEG的计算
    2.3 AIGaN/GaN HEMT的工作机理
    2.4 AlGaN/GaN HEMT器件工艺流程
        2.4.1 样片清洗
        2.4.2 欧姆接触
        2.4.3 台面隔离
        2.4.4 表面处理
        2.4.5 表面钝化
        2.4.6 肖特基接触
        2.4.7 Si3N4保护钝化
        2.4.8 金属互联
        2.4.9 工艺流程图
    2.5 本章小结
第三章 表面处理方式和AlGaN/GaN HEMT器件实验
    3.1 表面处理方式
        3.1.1 等离子体处理原理
        3.1.2 湿法处理原理
    3.2 实验设计
    3.3 实验过程监控
        3.3.1 TLM测试结果
        3.3.2 ISO测试
    3.4 本章小结
第四章 不同表面处理对AlGaN/GaN HEMT器件电学特性的影响
    4.1 表面处理后对器件直流特性的影响
    4.2 不同表面处理对器件栅漏电影响
        4.2.1 不同表面处理工艺对栅源漏电的影响
        4.2.2 CV环漏电
    4.3 器件漏电成分
        4.3.1 表面漏电测试方法及结果
        4.3.2 Mesa edge漏电
    4.4 表面处理肖特基栅HEMT器件栅下界面态研究
        4.4.1 HEMT器件的电导法表征模型
        4.4.2 表面处理对AlGaN/GaN HEMT器件Metal/AlGaN界面态的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文的研究总结
    5.2 研究与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]用CF4等离子体处理来剪裁AlGaN/GaN异质结能带[J]. 薛舫时.  固体电子学研究与进展. 2009(01)

硕士论文
[1]氟基等离子体处理对AlGaN/GaN HEMT的影响研究[D]. 何云龙.西安电子科技大学 2014



本文编号：3410728