ZnMgO/ZnO异质结构中二维电子气电学性能研究

发布时间：2022-01-22 06:38

　　ZnO因具有超高击穿电压、高饱和电子迁移速率、较宽的禁带宽度等一系列优越电子性能,在半导体材料研究中受到了广泛的关注,是继氮化物研究之后进一步研制高功率、高频率和高温微电子器件的首选优越材料。压电极化效应和自发极化效应共同作用产生的极化电场,使得在ZnO异质结界面处感应出具有较高面密度的界面极化电荷,这些感应出来的极化电荷能调控异质结构的能带,进而影响电子结构与器件的相关性能。调制掺杂和空间层的引入使电子和散射中心在空间上分离,从而可以有效提高ZnO沟道层中二维电子气（2DEG）的浓度和迁移率。虽然目前在实验方面已有ZnMgO/ZnO异质结2DEG的相关报道,但是在理论模拟方面的研究却较少,尤其是弛豫应变和调制掺杂对2DEG的影响,这影响了人们对ZnMgO/ZnO异质结2DEG的认识及相关电子器件的研发。本文着重从解决以上两大难点入手,分析了调制掺杂和应变弛豫对ZnMgO/ZnO异质结构界面处2DEG的分布、面密度、能带结构等性质的影响并做出了深入研究,主要研究结论如下:1.以调制掺杂的ZnMgO/ZnO异质结构模型为基础,通过自洽求解一维泊松方程、薛定谔方程的形式,研究掺杂浓度、空间... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 HEMT器件的研究现状和发展趋势
    1.2 GaN基HEMT器件的工作原理
    1.3 本篇论文的研究任务及意义
第2章 Zn_(1-x)Mg_xO/ZnO材料特性及工作机理
    2.1 ZnO的结构和性能
        2.1.1 ZnO的基本性质
        2.1.2 ZnO的晶体结构
        2.1.3 ZnO的光谱与能级
        2.1.4 ZnO同型异质结
    2.2 ZnMgO三元合金薄膜
        2.2.l Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的晶体结构
        2.2.2 Zn_(1-x)Mg_xO单层薄膜的研究现状
第3章 ZnMgO/ZnO异质结的理论仿真物理模型
    3.1 二维体系中电荷的分布
        3.1.1 状态密度
        3.1.2 电荷分布特性
    3.2 自洽求解基本原理
    3.3 SCPS法的计算方法
        3.3.1 泊松方程
        3.3.2 薛定谔方程
    3.4 ZnMgO/ZnO异质结 2DEG形成机制及影响参数
        3.4.1 ZnMgO/ZnO异质结 2DEG的产生机制
        3.4.2 ZnMgO/ZnO异质结 2DEG的影响参数
        3.4.3 自洽求解过程
第4章 调制掺杂ZnMgO/ZnO异质结二维电子气特性模拟
    4.1 调制掺杂ZnMgO/ZnO异质结构模型与计算
    4.2 空间层厚度对二维电子气的影响讨论
    4.3 掺杂浓度对二维电子气的影响
    4.4 本章小结
第5章 ZnMgO/ZnO异质结构中极化对二维电子气的影响
    5.1 ZnMgO/ZnO异质结构模型与计算
    5.2 ZnMgO势垒层完全应变（R=0）时二维电子气的性质
    5.3 应变弛豫度R对二维电子气的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
硕士论文
[1]水泥基复合材料ZnMgO/ZnO界面构造与热电性能研究[D]. 范银.西安建筑科技大学 2019



本文编号：3601721