發(fā)布時(shí)間：2024-07-01 22:53

　　GaN材料具有寬禁帶、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高電子遷移率、高電子飽和速度、耐腐蝕、抗輻射等優(yōu)勢(shì),非常有利于制作高頻率、高溫以及大功率器件�；�于GaN異質(zhì)結(jié)和二維電子氣(2DEG)電導(dǎo)的高電子遷移率晶體管(HEMT)器件在近年來(lái)得到了廣泛深入的研究。理論上,非極性GaN異質(zhì)結(jié)比極性GaN異質(zhì)結(jié)更易于制備增強(qiáng)型的HEMT器件。然而實(shí)驗(yàn)顯示,極性GaN HEMT器件的2DEG遷移率為各向同性,且可以達(dá)到2000cm2/(Vs);非極性GaN HEMT器件的2DEG遷移率卻表現(xiàn)出各向異性,且最大值只有不到200 cm2/(Vs)。非極性GaN異質(zhì)結(jié)這種特殊的2DEG輸運(yùn)行為對(duì)非極性GaN HEMT的開(kāi)發(fā)具有負(fù)面的影響,初步的研究顯示其成因可能與非極性GaN異質(zhì)結(jié)界面形貌的各向異性以及層錯(cuò)缺陷有關(guān),但機(jī)理還很不明確。基于各向異性二維電子氣輸運(yùn)的一般理論,本文對(duì)非極性面AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面的幾種各向異性散射機(jī)制以及帶電基底堆垛層錯(cuò)對(duì)2DEG遷移率的影響建立了模型并進(jìn)行了定量分析,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有很好的一致性。這些散射機(jī)制和帶電層錯(cuò)影響遷移率的機(jī)理分別描述如下。在非極性m面AlGaN/GaN異質(zhì)...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1GaN的晶體結(jié)構(gòu)：纖鋅礦（左）和閃鋅礦（右）

圖1.1GaN的晶體結(jié)構(gòu)：纖鋅礦（左）和閃鋅礦（右）目前絕大部分關(guān)于氮化物的研究都集中在纖鋅礦結(jié)構(gòu)材料（如表1.1所列GaN性質(zhì)即纖鋅礦GaN性質(zhì)），以下所討論的氮化物在不說(shuō)明的情況下指纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化物。GaN的密度是6.1g/cm3，是一種穩(wěn)定且堅(jiān)硬的材料....

圖1.2AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)二維電子氣能帶圖

帶半導(dǎo)體材料中，GaN材料不僅本身有著杰出的材料特性，更重要帶更寬的AlGaN三元合金材料結(jié)合，制備形成具有二維電子氣(2D異質(zhì)結(jié)。該結(jié)構(gòu)在室溫下可獲得較高的電子遷移率（2000cm2/(Vs)）（3×107cm/s）和飽和電子速度（2×107cm/s），同時(shí)二維電子氣濃....

圖1.4HEMT的光學(xué)成像圖，其柵指向各不相同(a)90°(b)67°(c)45°(d)23°(e)0°，(f)圖為柵指向角度的圖示

為非極性材料的研究相對(duì)較不成熟，非極性材料的很多特性還沒(méi)有定量定性的解釋這對(duì)非極性材料和器件的物理機(jī)理研究提出了巨大的挑戰(zhàn)。1.2.3非極性GaN基器件各向異性的輸運(yùn)特性目前，由于非極性材料中存在著嚴(yán)重的各向異性問(wèn)題，人們對(duì)于非極AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的研究還處于初級(jí)階....

圖1.5遷移率和跨導(dǎo)隨柵指向角度不同的變化

圖1.5遷移率和跨導(dǎo)隨柵指向角度不同的變化yukiKuroda等人[22]也進(jìn)一步研究了非極性a面AlGaN/GaNHFEI-V特性曲線(xiàn)。其中在不同柵指向下的輸出特性曲線(xiàn)如圖1.6所柵指向的器件的柵電流相比于<0001>柵指向的器件具有更高的漏在此指向下器....

本文編號(hào)：3999307