in%28al%29gan异质结材料及器件特性研究

《in%28al%29gan异质结材料及器件特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文參＇画ＩｎＡｌＧａＮ异质结材料及器件特性研究（）ｉ３作者姓名庞凯学校导师姓名、职称张进成教授企业导师姓名、职称苏宇高工申请学位类别工程硕士Ｉ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宂工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果中所罗列的内容以外；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的

2、同事对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。，？加“＾本人签名．日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定：，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件．允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安

3、电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书＾＿：：本人签名导师签名２０－ｃ．＾１７日期日期：：加丄，］学校代码10701学号1411122775分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文In(Al)GaN异质结材料及器件特性研究作者姓名：庞凯领域：集成电路工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：张进成教授企业导师姓名、职称：苏宇高工学院：微电子学院提交日期：2017年4月StudyofCharacteristicsofIn(Al)GaNHeterostructureMaterialsandDev

4、icesAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByPangKaiSupervisor:ZhangJinchengTitle:ProfessorSupervisor:SuYuTitle:SeniorEngineerApril2017摘要摘要近年来，AlGaN/GaNHEMTs（异质结高电子迁移率晶体管）成为GaN基电子器件中研究的热点之一。在本文

5、中，我们采用InGaN作为沟道层，得到了高输出电流密度，跨导特性优异，高温下稳定性强的AlGaN/InGaN/GaN双异质结HEMTs器件；采用InAlGaN作为势垒层，通过调节合金中的Al和In的组分，得到常关型InAlGaN/GaNHEMTs器件。取得的研究成果如下：1.利用异质结极化理论，借助InAlGaN中In、Al组分对四元合金晶格常数的调制作用，采用InAlGaN作势垒层，实现了蓝宝石上具有压应变的In0.15Al0.43Ga0.42N/GaN异质结材料。表面形貌、结晶质量和电学表征结果显示，RMS（RootMeanSquare）为

6、0.69nm，在表面没有In滴析出，倒易空间扫描显示势垒层完全应变；2DEG（二维电子气）迁移率为1248.86cm2/V·s，2DEG面密度9.211011cm-2，方块电阻值为10.04k/。2.利用MOCVD（金属有机化合物化学气相淀积）和PMOCVD（脉冲金属有机化合物化学气相淀积）相结合的方式，在蓝宝石衬底上制备了性能优异的Al0.3Ga0.7N/In0.06Ga0.94N/GaN双异质结。利用一维Schrodinger方程和Poisson's方程自洽求解，分析AlGaN/InGaN/GaN双异质结的能带结构，对比常规结构表现出

7、优异的沟道限域性和GaN缓冲层的天然背势垒效果。异质结材料表面为清晰台阶状，RMS（表面粗糙度）0.20nm，螺位错密度9.37×107cm-3，刃位错密度8.33×108cm-3。室温下，2DEG迁移率为1613.5cm2/V·s，面密度1.29×1013cm-2。从298K升温至573K，双异质结2DEG迁移率的退化程度较常规AlGaN/GaN结构小14%。3.成功制备了高性能AlGaN/InGaN/GaN双异质结HEMTs。栅压为2V时，饱和输出电流密度为1002.40mA/mm，跨导峰值为140.74mS/mm，在较大范围内保持稳定。D

8、IBL系数仅为3.67mV/V。将温度从298K升高到523K，器件的饱和输出电流密度衰减量比AlGaN/GaNHEMTs低10%，跨导峰值衰减量小8