GaN作為第三代半導(dǎo)體的重要成員之一,由于其優(yōu)越的材料特性,已經(jīng)成為當(dāng)下世界半導(dǎo)體材料與器件研究的焦點(diǎn)。等離子體處理技術(shù)是一種常用的半導(dǎo)體工藝技術(shù),通過調(diào)節(jié)不同氣體配比及功率條件可對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行刻蝕、鈍化、調(diào)制載流子濃度等作用。在Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)HEMT器件中,通過F等離子體處理技術(shù)可調(diào)制溝道中2DEG濃度,已實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT器件應(yīng)用。通過等離子體處理開發(fā)器件的新應(yīng)用已經(jīng)成為重要的研究方向。等離激元是載流子間相互庫倫作用形成的集體振蕩,也稱為等離子體波。室溫下Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)中二維電子氣的濃度為1×1013/cm2,其等離激元的振蕩頻率處在太赫茲波段。本文探索了一種基于F等離子體處理的Al GaN/GaN二維電子氣等離激元太赫茲輻射源器件。本文的主要工作包括設(shè)計(jì)了一種大面積光柵耦合的,具有2DEG周期性濃度差的等離激元太赫輻射源器件。通過SF6等離子體處理技術(shù),調(diào)制了溝道中無柵區(qū)域的2DEG濃度,構(gòu)建了一個(gè)柵下與無柵區(qū)域下形成2DEG濃度差的周期性結(jié)構(gòu)。對(duì)器件在11K低溫下進(jìn)行輻射功率及光譜測(cè)試,測(cè)試得到太赫茲輻射功率為20p W,輻射光譜中最強(qiáng)峰位于0.65THz。...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 2DEG中等離子體波的輻射機(jī)理
    1.3 等離子體處理技術(shù)及應(yīng)用
    1.4 本文的主要工作及意義
第二章 F等離子體處理的Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)輻射源器件
    2.1 寬禁帶半導(dǎo)體GaN
        2.1.1 半導(dǎo)體材料的發(fā)展
        2.1.2 第三代半導(dǎo)體GaN及其優(yōu)勢(shì)
    2.2 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)2DEG形成機(jī)理
    2.3 基于Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)的太赫茲輻射源器件
        2.3.1 周期濃度差邊界條件的構(gòu)建
        2.3.2 輻射源器件版圖的設(shè)計(jì)
    2.4 本章小節(jié)
第三章 太赫茲輻射源器件的制備與測(cè)試
    3.1 Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)外延片結(jié)構(gòu)
    3.2 新型太赫茲輻射源器件的制備工藝
        3.2.1 外延片清洗
        3.2.2 光刻套刻標(biāo)記的制備
        3.2.3 有源區(qū)隔離
        3.2.4 源漏電極的制備
        3.2.5 柵電極的制備
        3.2.6 F等離子體調(diào)制二維電子氣
    3.3 室溫下輻射源器件的電學(xué)測(cè)試
        3.3.1 歐姆退火后的電學(xué)測(cè)試
        3.3.2 常溫下器件電學(xué)特性測(cè)試
        3.3.3 F等離子調(diào)制后器件測(cè)試
    3.4 本章小節(jié)
第四章 太赫茲輻射源低溫光電測(cè)試
    4.1 低溫太赫茲光電測(cè)試裝置
        4.1.1 器件測(cè)試真空低溫腔
        4.1.2 太赫茲傅里葉光譜儀
        4.1.3 基于自混頻效應(yīng)的太赫茲探測(cè)器
    4.2 太赫茲輻射源功率測(cè)試
        4.2.1 測(cè)試環(huán)境搭建
        4.2.2 低溫下輻射源電學(xué)測(cè)試
        4.2.3 太赫茲輻射功率測(cè)試
    4.3 太赫茲輻射源光譜測(cè)試
        4.3.1 太赫茲傅里葉光譜儀的校準(zhǔn)
        4.3.2 輻射源器件低溫光譜測(cè)試
    4.4 太赫茲透射光譜測(cè)試
        4.4.1 透射器件低溫下電學(xué)特性測(cè)試
        4.4.2 器件透射光譜測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)SF₆等離子體處理氣敏機(jī)理研究
    5.1 Al GaN/GaN異質(zhì)結(jié)SF₆等離子體處理不穩(wěn)定現(xiàn)象
    5.2 空氣中常見氣體組分對(duì)器件阻值的影響
    5.3 不同有機(jī)揮發(fā)氣體對(duì)器件阻值的影響
    5.4 SF₆等離子體處理后器件對(duì)氣體敏感機(jī)理分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：4056539