新型AlGaN/GaN HFET器件结构研究

发布时间：2021-06-21 14:17

　　AlGaN/GaN异质结场效应晶体管（HFETs）是GaN基电子器件中的重要代表,GaN材料的优越特性也使得AlGaN/GaN HFETs在大功率、高频应用方向上独占鳌头,在民用通信（5G基站）、汽车电子、航天航空等领域扮演着重要角色。极化库仑场（PCF）散射是AlGaN/GaN HFET器件中一种非常重要的散射机制,经过十三年的研究,PCF散射理论模型及成套的散射理论体系已经在指导器件设计、器件建模方向发挥了重要作用,但是这些工作都是基于常规的方形栅器件,对于新型结构的AlGaN/GaN HFET器件研究并未涉及。因此,本论文基于PCF散射理论体系,研究了开口栅结构的AlGaN/GaN HFET器件以及弧栅结构的AlGaN/GaN HFET器件。将新型结构的AlGaN/GaN HFET器件与常规的方形栅AlGaN/GaN HFET器件特性进行了对比研究,具体研究内容包括:1、开口栅结构对AlGaN/GaN HFET器件阈值电压的影响本论文制备了栅长60 μm、栅宽100 μm、栅源、栅漏间距为6 μm的中央开口栅结构以及常规未开口 AlGaN/GaN HFET器件,开口栅结构AlGa... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１制备器件使用的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ异质结材料??

?山东大学硕士学位论文???■?ＩｌｌＫｆｌＨＨ?■■■薩■鼸■自｜??＆ＡＡＡ＆＆ＡＪＵＡＡＸＡ??ｒａｆｉｌｉｌｉ?ｄｂｒａｆｌｉ?Ａ?ＡＡ?Ａ?Ａ?Ａ??■ｆｉ?ｉｌｉ?ＡｉｌｉｒａＪｉＢｌｉ?Ａ?Ａ?ＡＡ?Ａ??ＡＡＸＡｍ＾ＡＡＪＳｍＡ?ｎ??Ａ?■ｖ?Ａ?■！？?Ａ?ａＳｉ?Ａｔ?ｉＡ?Ａ??Ｉｋ＆Ａ＾ＪｋＡｄｂＡＡ?ｓ??ＡＡＡｉＳｉＡｉＳｆｌＡＡｉｆａ?Ｓ??＃４｜４４４｜＋＃＋４ｉ｜?ｍ??ＦＭ?ｎｕ?ｈｕ?？ｍ?ｈｉ?＿??图２－３新型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ?ＨＦＥＴ器件版图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｎｅｗ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ＡｌＧａＮ／ＧａＮ?ＨＦＥＴｓ．??２．?２．?４器件隔离工艺??为了实现晶圆材料上各个器件独立工作，消除器件之间相互影响，要进行器??件隔离工艺。由于ＧａＮ材料常温下不易溶于酸溶液或者强碱溶液，所以台面隔离??一般不采用湿法刻蚀［２７］。??目前器件隔离主要用两种方法：干法刻蚀和离子注入。干法刻蚀主要涵盖：??ＲＩＥ技术即反应离子刻蚀、ＩＣＰ技术即感应耦合等离子体刻蚀以及ＥＣＲ技术即电??子回旋共振等离子体刻蚀［２８＾，干法刻蚀成本较低，各向异性非常好、工艺简单，??可调节刻蚀速度，刻蚀后表面平整。离子注入是将Ｈ＋、Ｎ＋、Ｔｉ＋、Ｈｅ＋、Ｆｅ＋、０＋、??Ｆ＋、Ｐ＋等离子注入到ＡｌＧａＮ层或者ＧａＮ层［３Ｍ２］，离子注入会将晶圆材料变成高阻??态，从而实现器件与器件之间的隔离。??本论文制备器件时采用的是干法刻蚀中的ＩＣＰ刻蚀来实现台面隔离。??２．２．５欧姆接触工艺??１２??

曲线上升越陡峭，肖特基接触越好，对电流的调控能力??越强Ｍ。对Ｃ－Ｖ曲线进行微分处理可得到器件的阈值电压，对阈值电压以上的测??试曲线进行积分处理，便可以求出２ＤＥＧ面密度随栅源偏压变化的具体值［４２］。??２．?００Ｅ－０１１?－Ｉ???Ｆｒｅｑ＝ｌＭ?Ｈｚ????????１．?５０Ｅ－０１１?■?／??§?１．００Ｅ－０１１－?Ｉ??！??＾?５．?００Ｅ－０１２－?Ｉ??０．?００Ｅ＋０００?■??－８?－６?－４－２?０?２??ｖＧＳ（ｖ）??图２４?ＡｌＧａＮ／ＧａＮ?ＨＦＥＴｓ电容一电压（Ｃ－Ｖ）测试曲线??Ｆｉｇ．?２－４?Ｍｅａｓｕｒｅｄ?Ｃ－Ｖ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ＡｌＧａＮ／ＧａＮ?ＨＦＥＴｓ．??本论文中测试器件Ｃ－Ｖ特性曲线使用的是Ａｇｉｌｅｎｔ?Ｂ１５２０Ａ测试模块（该模??块测试范围０－５?ＭＨｚ）本文中测试频率都设置为１?ＭＨｚ。??１４??

【参考文献】：
期刊论文
[1]Cl2基气体感应耦合等离子体刻蚀GaN的工艺[J]. 刘北平,李晓良,朱海波.  半导体学报. 2006(07)



本文编号：3240830