文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
AlGaN/GaN HEMT高场退化效应与温度特性研究
姓名:杨丽媛
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:郝跃
20100101
摘要哂薪矶却蟆⒒鞔┏∏扛摺⑷鹊悸蚀蟆⒌缱颖ズ推扑俣雀叩忍氐悖在高温以及微波功率器件制造领域具有极大的潜力。其中,异质结疓的器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势,已经成为当前研究的热点之一,但是仍未实现商业化,主要是由于对疓器件的可靠性问题还需要更多的分析和研究。本文即在此背景下对疓器件的高场应力可靠性和温度特性进行了广泛而且较深入的研究。主要研究工作和成果如下:本文首先给出了自主研发的疓完整的工艺流程,制造出了具有良好特性的蓝宝石衬底和牡譇/其次,本文对自行研制的疓器件的高场退化效应作了研究,重点研究了几种典型高场应力下的器件退化,得到器件关键参数随应力时间的退化规律。通过对器件分别施加变漏压应力和变栅压应力,研究应力条件对器件退化的影响,结果表明,器件在开态和关态应力下的退化机制各有侧重:在开态情况下,沟道热电子效应占优势,在关态情况下,则是栅电子注入效应占优势。此外,结合已有的实验结果,提出了几种改善高场退化效应的措施,为改进器件材最后,对疓的高温特性以及热存储特性进行了研究。研究表明:高温情况下,材料迁移率下降是器件输运特性退化的主要原因;而短期热存综上所述,本文在自主研制的高质量疓异质结材料上,通过一系列工艺步骤,成功地研制出具有良好特性的,并对器件的高场应力可靠性和温度特性进行了分析研究,取得了较为满意的结果。关键词:疓高场应力;料和工艺提供了指导方向;储之后,器件性能的提高是由于陷阱对电子的释放引起。温度特性摘要
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刷程轹飙本人签名:本人签名:』伢帽日期壁:豪∥∥堋&竺生:兰:日期壁::主:西安电子科技大学学位论文创新性声明关于论文使用授权的说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究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。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单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑明并表示了谢意。日期
第一章绪论研究背景及研究意义微波/毫米波器件和电路是当今微电子技术的一个重要发展方向,在国防电子通讯应用领域,大量集中在雷达、通信、电子战等方面。在民用商业应用领域主要集中在移动电话、无线通信、个人通信网、定位系统、卫星接收等方面。随着卫星通信、相控阵雷达和电子对抗等技术的发展,微波/毫米波器件及其电路的地位日渐提高。近年来,以和半导体金刚石为代表的宽带隙半导体微波器件的研究开发引人注目。这类器件适宜在高频、高温、强辐射环境下工作,具有优异的微波功率性能。牧暇哂辛己玫牡缪匦裕缈淼慕矶龋呋鞔┑绯。细叩娜鹊率,耐腐蚀,抗辐射等,被誉为是继第一代、半导体材料、第二代、化合物半导体材料之后的第三代半导体材料,是制作高频、高温、高压、大功率电子器件和短波长、大功率光电子器件的理想材料,这些特点决定了疓将在微波功率方面有着巨大的应用前景【俊骷挠τ们熬昂脱芯拷在半导体产业的发展中,硅和锗一起被称为第一代电子材料。年代开发出了第二代电子材料,即甐族化合物半导体,包括、及其合金。近年来,以4淼目斫氲继宀牧戏⒄故盅杆伲晌5谌缱硬牧希其性能与第一、第二代电子材料相比有极大优势。表所示为牧嫌肫渌材料之间的特性对比。首先,牧嫌泻芸淼拇叮浣矶仁荢倍、的倍。本征载流子浓度与带隙和温度成指数关系,所以在很大的温度范围内半导体的带隙越大,其本征载流子浓度就越低,这就使器件中的泄漏电流和暗电流很低,而这牧暇哂懈叩娜鹊悸屎透叩幕鞔┑绯。茄兄聘呶麓蠊β实缱悠骷透频微波器件的重要材料。大功率和高温器件在汽车、航空和电力应用中都是必需的。例如,对于油/电混合动力汽车和电动汽车的电源电路与电动机驱动电路来说,F骷镊攘υ谟诘纪ǖ缱栊『凸ぷ魑露雀摺对于光探测器和高温电子器件是非常重要的。.
F骷唤龇⑷攘考跎伲彝薰ぷ魑露却笤嘉℃的硅元器