倒装结构GaN HEMT及其光电集成器件的制备

发布时间：2023-08-29 20:44

　　为满足新一代电子器件和光电子器件的大功率、高效率应用,以GaN为主的第三代半导体在近二十年内取得了长足的发展,已逐步取代Si、GaAs等传统半导体,尤其在制备高电子迁移率晶体管(High electron mobility transistor,HEMT)和发光二极管(Light emitting diode,LED)方面应用广泛。GaN基蓝光LED已广泛商业化,成为新一代绿色照明产业的主力军。然而,GaN基HEMT器件的商业化却进展缓慢,一方面由于其价格昂贵,另一方面由于其制备工艺有待改进,器件性能有待提升。为改善GaN基HEMT器件的相关性能,提高其性价比,本文从新型倒装GaN基HEMT器件及其与LED光电集成的角度出发,开辟新的工艺路径,开发新的器件结构,制备新的集成单元,进一步优化GaN基电子器件的性能,推动GaN基材料和器件的发展。首先,制备了一种金属与AlGaN/GaN异质结界面接触的新型电极结构。这种新结构电极只需要在600℃下退火即可与异质结形成欧姆接触,相比于传统的在850℃下退火形成欧姆电极的GaN HEMT器件,采用界面接触型欧姆电极的HEMT器件具有更低的方块电...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 氮化镓基材料与器件的研究意义
    1.2 氮化镓基HEMT的工作原理
    1.3 氮化镓基HEMT功率器件的研究进展
    1.4 本文的主要工作和安排
第二章 氮化镓基HEMT的制备工艺与性能测试
    2.1 氮化物异质结的外延生长
    2.2 氮化镓基HEMT器件的制备工艺
        2.2.1 晶圆清洗
        2.2.2 欧姆接触电极
        2.2.3 台面隔离
        2.2.4 表面钝化
        2.2.5 栅电极制备
        2.2.6 开孔刻蚀/场板制备/器件互联
    2.3 氮化镓基HEMT外延材料和器件的性能检测与分析
        2.3.1 载流子性能
        2.3.2 接触电阻性能
        2.3.3 转移特性
        2.3.4 输出特性
        2.3.5 栅极反向漏电与击穿性能
    2.4 本章小结
第三章 氮化镓基HEMT的异质结界面接触型欧姆电极制备与研究
    3.1 界面接触型欧姆电极和HEMT器件制备工艺
    3.2 界面接触型欧姆电极形成机制和器件性能分析
    3.3 本章小结
第四章 倒装结构氮化镓基HEMT的制备与研究
    4.1 倒装结构氮化镓基HEMT的制备工艺
    4.2 倒装结构氮化镓基HEMT的性能分析
        4.2.1 关态击穿电压和栅漏电
        4.2.2 垂直击穿特性
        4.2.3 转移和输出特性
    4.3 本章小结
第五章 氮化镓基HEMT与垂直结构LED单片集成器件的制备与研究
    5.1 氮化镓基HEMT与垂直结构LED集成器件的制备工艺
        5.1.1 HEMT+LED混合外延片的制备
        5.1.2 HEMT+LED光电集成器件的制备
    5.2 氮化镓基HEMT与垂直结构LED单片集成器件的性能分析
        5.2.1 Mg掺杂降低互联电阻及其机理分析
        5.2.2 光电集成器件的性能测试及分析
    5.3 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3844254