絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)是一種新型光電導(dǎo)開關(guān),該器件結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)寬禁帶光電導(dǎo)功率開關(guān)的暗態(tài)漏電流問題,還保留了光電導(dǎo)開關(guān)開通快、抖動(dòng)小和頻率高等優(yōu)點(diǎn),在脈沖功率領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)的制程復(fù)雜,當(dāng)前氮化鎵工藝水平有限,因此本文在調(diào)研當(dāng)前氮化鎵制備工藝水平后,對(duì)器件結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和可行性論證,并對(duì)深槽刻蝕等關(guān)鍵工藝工藝進(jìn)行了深入的研究。本文首先調(diào)研了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外氮化鎵襯底、外延等工藝發(fā)展水平,根據(jù)實(shí)際加工中的工藝參數(shù)局限性對(duì)U溝槽絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),并結(jié)合仿真得出了具有可實(shí)施性的參數(shù)結(jié)構(gòu)。其次,c軸自支撐氮化鎵的鎵面上的深槽刻蝕是該器件工藝流程中的難點(diǎn)和重點(diǎn),因此開展了利用雙層掩膜材料兩次干法刻蝕的工藝實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了超過5μm的刻蝕深度以及良好的刻蝕面粗糙度,刻蝕側(cè)壁陡直度也較為理想。然后,為了降低c軸自支撐氮化鎵鎵面深槽刻蝕加工成本和側(cè)壁粗糙度,提出了一種基于亞帶寬功率激光脈沖對(duì)鎵面預(yù)處理的KOH濕法刻蝕方法,并開展實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了該方法生成六邊形槽的可行性。最后,研究了氮化鎵表面孔暈缺陷附近的拉曼光譜特性,發(fā)現(xiàn)了E2模式和A1(LO)模式拉曼頻率...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1纖鋅礦GaN結(jié)構(gòu)示意圖

第一章緒論31.緒論1.1氮化鎵材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氮化鎵（galliumnitride,GaN）屬于寬禁帶半導(dǎo)體的一種，它具有直接帶隙、耐高溫、耐高壓、電子飽和遷移速率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用來制備發(fā)光二極管（light-emittingdiode,LED）、激光二極管（laserdi....

圖1-2使用GaN、SiC、Si器件的整機(jī)效率對(duì)比[29]

藍(lán)寶石襯底已經(jīng)獲得了擊穿電壓高達(dá)9.7kV的橫向結(jié)構(gòu)GaNSBD器件，不過其正向壓降較高導(dǎo)致?lián)p耗不理想。在市場(chǎng)上，恩智浦、EPC和Avogy等半導(dǎo)體公司都推出了電壓等級(jí)在600V的器件，而且生產(chǎn)工藝相當(dāng)成熟。當(dāng)下，隨著高質(zhì)量自支撐GaN襯底的出現(xiàn)，600V~1.2kV水平的GaN....

圖1-3絕緣柵型光電導(dǎo)等效電路及其實(shí)現(xiàn)方案[44]

第一章緒論11絕緣PCSS一般工作在線性模式，然而傳統(tǒng)縱向型結(jié)構(gòu)的PCSS隨著直流偏置電壓增大，暗態(tài)漏電流快速增長(zhǎng)，這讓PCSS的耐壓能力無法接近寬禁帶材料本征擊穿電場(chǎng)，同時(shí)顯著的降低了高壓器件的使用壽命。指導(dǎo)教師西安理工大學(xué)王馨梅教授于2015年提出了一種新的光電導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)：在....

圖2-1不同擬合模型的速度飽和特性比較

第二章U-IGPCSS器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15在高電場(chǎng)的情況下，載流子的漂移速度不再和電場(chǎng)強(qiáng)度成比例，而是達(dá)到飽和的漂移速度，本文選取的是遷移率模型中的曲線擬合速度飽和遷移率模型，該模型是針對(duì)GaN材料的器件進(jìn)行建模。圖2-1是不同速度飽和遷移率模型的對(duì)比，其中Chen.n用于模擬GaN....

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