分子束外延生长InAs/AlSb二维电子气结构

发布时间：2023-04-14 17:39

　　随着半导体产业的发展,依照摩尔定律,集成电路的器件尺寸越来越小,密度也越来越高。由于电源电压并没有随着器件的尺寸降低,造成严重的功耗问题。目前应用最为广泛成熟的Si基器件及电路无法完全满足不同功能模块的高性能需求。为了能够在低电压与低功率下仍然拥有优秀的器件特性,以高电子迁移率材料作为器件的沟道材料是未来器件发展的一个重要方向。因此,我们将目光聚焦在新材料体系下的性能更高的器件和电路模块。在所有可能的新材料中,III-V族化合物半导体被视为最具潜力的材料之一。在研究较为成熟的III-V族化合物半导体材料中,InAs材料具有迁移率高、载流子饱和漂移速度大等优势,但因为缺少晶格匹配的半绝缘衬底等原因,InAs沟道的高电子迁移率晶体管的材料外延仍有待于研究;此外Si与InAs之间超大的晶格失配也一直是阻碍硅基InAs沟道材料器件发展的障碍。为了解决上述材料外延的问题,本文主要叙述了如何利用分子束外延设备(MBE),在GaAs半绝缘衬底上外延生长InAs/AlSb高电子迁移率晶体管材料样品。并且,还在Si衬底上成功地外延生长了InAs/AlSb量子阱结构,为之后的器件制作及异质集成电路的研究打...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究现状
    1.2 异质集成
    1.3 研究异质集成技术的必要性
    1.4 异质集成面临的问题
    1.5 InAs/AlSb HEMT的发展
    1.6 本文主要研究内容与安排
第二章 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的性质
    2.1 InAs材料的基本性质
    2.2 InSb材料的基本性质
    2.3 GaSb材料的基本性质
    2.4 AlSb材料的基本性质
    2.5 InAs/AlSb量子阱
第三章 材料生长与检测
    3.1 材料制备
        3.1.1 分子束外延设备的基本原理
        3.1.2 分子束外延设备简介
    3.2 材料分析与表征
        3.2.1 原子力显微镜
        3.2.2 霍尔测试
第四章 GaAs基InAs/AlSb高电子迁移率晶体管材料的生长
    4.1 GaAs衬底上AlGaSb缓冲层的生长
        4.1.1 AlGaSb生长温度的优化
        4.1.2 AlGaSb Ⅴ/Ⅲ比的优化
    4.2 GaAs衬底上AlSb/InAs/AlSb量子阱的生长
    4.3 GaAs基InAs/AlSb HEMT材料的制备
第五章 Si基InAs/AlSb二维电子气结构
    5.1 Si衬底预处理
    5.2 Si衬底上直接外延InAs材料
    5.3 AlGaSb缓冲层结构
    5.4 GaAsSb/AlGaSb缓冲层结构
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3790703