文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
GaN基HEMT高温特性及热可靠性研究
姓名:姜守高
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
20100601
┏∏扛摺⑷鹊悸蚀蟆⒌缱颖ズ推扑俣高等优良特点,因此相关器件在高温、大功率应用方面具有非常广阔的应用前景。虽然近年来对‘鵋骷母呶隆⒋蠊β视τ靡延邢嗟钡难芯浚ǘ云件高温特性及其热可靠性的研究仍然不够深入。在此背景下本文主要通过仿真及实验对器件的高温特性及热可靠性进行了研究。首先,本文对器件的基本工作机理进行了研究,结合热传导相关理论,对器件正常工作下的自热效应进行了仿真研究,获得了器件内部详细的热分布、热产生以及电学特性的下降。文章通过进一步的仿真研究获得了器件在高温应用的直流特性的退化规律。接着,文章对自主研制的鵋骷辛烁呶虏馐裕芯苛似骷在高温环境下各种直流、交流特性的退化规律并给出了退化的物理机制。研究表明,高温下器件二维电子气特性发生明显退化,且位置有向撼宀闫频那势,此外,高温下器件势垒层及疓界面的陷阱活性增强,陷阱辅助遂穿作用增强,这些因素共同造成了器件电学特性的退化。最后,文章对器件的高温热存储可靠性进行了研究。研究表明,高温热存储后,器件二维电子气明显向势垒层漂移,导致势垒层有效厚度减小,同时器件疓界面退化,二维电子气迁移率的降低,从而引起了器件一系列电学性能的严重退化。高温特性热存储关键词:疓电流崩塌
—,琣,·,..瑃疓,—珿—【.·.瑃瓼甀瓵瑃疓甌—.:疓
:薹鱼盘期型垒:日期翌::生日期望:丛:独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明;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研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。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。本人保证‘毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。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学。’,\一
第一章绪论始,以业取4淼牡谌氲继宀牧现鸾バ似穑晌Q芯咳鹊恪T谥两裨氮化镓材料及其器件发展前两代半导体材料已经非常广泛的应用于现代社会的方方面面。上世纪年代开年当中,牧戏⒄寡该停湎喙氐钠骷芯恳惨丫〉昧酥卮笸黄啤由于牧暇哂幸幌盗杏帕嫉奶匦裕缈斫⒏呋鞔┑绯⒏呷鹊悸省⒛腐蚀、抗辐射等,因此从一开始就成为高温、高压、大功率、射频器件以及光电一些主要参数。其中,瓜但和分别为分室蚴虰分室蚴伞这两个品质因数均已硅为标准进行定义,值越大,表明材料特性越良好。可见,牧舷喽杂赟惹傲酱氲继宀牧暇哂懈S旁降男阅堋与其它半导体材料有所不同,ゾР牧匣袢∧讯却螅灾谱髌骷玫量就严重的受到衬底材料特性及质量的影响,这主要包括衬底材料晶格常数、热膨胀系数、晶向等自身特性以及有工艺导致的缺陷、表面质量等因素。尽管如此,近年来,牧系难芯吭谥柿可弦丫〉昧酥卮蟮耐黄疲南譏近年来,随着半导体行业的飞速发展,分别以、和、任4淼器件的理想材料【俊】【、、.约癎四种半导体材料的∧ねǔJ窃谄渌牧系某牡咨贤ü熘释庋由ざ竦茫訥材料的质亢皖琂回顾总结了近年来牧系姆⒄构獭D壳埃侗κ牡咨仙さ腁/熘式岵牧表几种半导体材料的性能参数
鵋骷妊а芯拷辜按嬖谖侍已经具有非常好的电学特性,其二维电子气密度可以稳定在量级,而室温目前,牧现饕Sτ迷谙旅嫠母龇矫妗】【】:肜状镏频枷喙氐淖贤馓讲馄肜状锘蛲ㄐ畔喙氐纳淦怠⒋蠊β势骷除此之外,近年来,随着牧霞捌銱骷姆⒄梗灿腥丝悸墙獹器件应用于生物传感器【壳罢夥矫娴难芯炕勾τ谄鹗冀锥巍随着牧现柿康牟欢细纳疲珿基器件也取得了巨大的成绩。下面将以射频、大功率应用两个方面为主,对鵋骷难芯拷棺饕越樯堋在功率密度的提升方面,年热嗽诶侗κ牡咨涎兄瞥隽痬的骷。同年,等人在碳化硅衬底上研制的骷,。年,等人又研制出了鹿β密度可达痬腉基:器件【】,该器件总栅宽4撕螅倜挥懈高功率密度的骷而在功率放大器方面,年,热顺晒7⒊功率放大器【】,该放大器由四个芯片组成,工作在下具有高的线性增益.