si基gan横向功率二极管新结构研究

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2、斬肠指导教师罗小蓉教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得一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。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。日期＞心台＾日：＞年月：作者签名＾雌论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文和磁盘，的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件全大

3、学可｜＾将学位论文的许论本人授权电子科技文被查阅和借阅。允，可采影扫描等印、缩印或部或部分库进行检索用内容编入有关数据、汇编学位论文。复制手段保存论文在解密后应遵）守此规定（保的学位密气签：签：导师名作者名却罗ｂ＾曰曰期；年月｝＞ｌｔ分类号密级注1UDC学位论文Si基GaN横向功率二极管新结构研究（题名和副题名）靳旸（作者姓名）指导教师罗小蓉教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.03论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明

4、《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONNOVELSTRUCTUREOFGAN-ON-SILATERALPOWERDIODEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:JinYangAdvisor:Prof.LuoXiaorongSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要在过去的十年中，

5、氮化镓（GaN）材料获得了越来越多的关注和研究，因为它具有比Si材料更高的禁带宽度和热导率，尤其是GaN异质结器件，拥有高密度的二维电子气和很高的电子迁移率，是高频高功率应用领域未来的发展方向。功率二极管是半导体功率器件中最重要的元件之一，被广泛地应用于功率系统中的开关电路、整流电路、限幅电路、驱动电路和储能电路等。相比Si基肖特基势垒二极管，GaN功率二极管拥有更低的导通电阻、更高的击穿电压、更好的导热性，可以进一步降低电路的能耗、提高电路的可靠性。但是目前GaN器件从理论到工艺技术都存在很多缺失，器件在开启电压、导通损耗和反向耐压等方面远未达到应有的水平。因此本文围绕GaN功率

6、二极管的新结构和工艺技术进行研究，以进一步提高GaN功率二极管的性能。本文提出了Si基GaN横向功率二极管新结构——MIS栅混合阳极二极管（MG-HAD）。该结构采用欧姆金属和凹槽栅金属短接的混合阳极，器件在较小的正向电压下通过凹槽栅金属控制2DEG沟道开启，从而使电子可以从阴极欧姆金属流向阳极欧姆金属。相较传统结构，MG-HAD具有三大优势：一，开启电压的大小容易调制，可根据需求进行定制；二，阳极采用欧姆金属，极大地降低了器件导通损耗；三，MIS凹槽栅结构可使阳极边缘电场分布均匀，增大了器件的击穿电压。为了验证MG-HAD的可行性，本文进行了流片实验，并对流片中的关键工艺步骤如欧

7、姆金属和混合凹槽刻蚀工艺进行了优化。最终研制出的器件具有非常优秀的正反向特性和良好的温度稳定性。在正向导通测试中，器件的开启电压为0.6V，突破了传统GaNSBD开启电压大于1V的瓶颈。在反向耐压测试中，器件的关态漏电非常小，低于10μA/mm。在温度稳定性测试中，器件在常温下的击穿电压大于1100V，在150°C下仍有600V以上，展现出了优良的温度稳定性。关键词：氮化镓，GaN，AlGaN/GaN，二极管，MG-HAD，混合阳极IABSTRACTABSTRACTI