AlGaN-GaN凹槽柵MISHEMT器件工藝與新結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著半導體科技的不斷進步，硅基半導體技術(shù)取得了幾十年來持續(xù)的發(fā)展，已經(jīng)成為當今半導體技術(shù)中最為成熟的技術(shù)，但在功率半導體領(lǐng)域硅基器件正逼近其理論極限，對新型半導體材料器件的研究尤為重要。GaN材料與硅材料相比具有禁帶寬度更大、臨界擊穿電場更高、電子遷移率更大、電子飽和速度更快以及可以在更高溫度條件下工作等優(yōu)點，具有巨大的發(fā)掘潛力。因為AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)高濃度的二維電子氣的存在，常規(guī)的AlGaN/GaN HEMT器件是耗盡型器件，實

2、現(xiàn)增強型器件是GaN器件研究領(lǐng)域中非常重要的一個方向。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了不同器件尺寸和柵槽深度對AlGaN/GaN HEMT器件的影響，以及不同柵槽深度、不同柵介質(zhì)材料、不同柵介質(zhì)厚度對AlGaN/GaN凹槽柵MISHEMT器件的影響。結(jié)果顯示， HEMT器件的飽和漏電流和跨導隨漏源距離、柵長和柵漏距離的增大而減小，閾值電壓隨柵槽深度的增大而增大。MISHEMT器件閾值電壓和跨導隨柵凹槽深度的增大而增大，閾值電壓隨

3、柵介質(zhì)厚度增大和介電常數(shù)的減小而增大，但跨導隨柵介質(zhì)厚度增大和介電常數(shù)的減小而減小。⑵研究了干法刻蝕以及濕法刻蝕制備凹槽柵的工藝。通過采用干法刻蝕和熱氧化后的濕法腐蝕相結(jié)合制備柵槽的方式，制得了具有一定深度且表面均方根粗糙度僅為0.198nm的柵凹槽。還提出了使用柵沉方式實現(xiàn)凹槽柵的新型柵槽制備工藝。⑶通過使用干法刻蝕制備柵槽的工藝，實現(xiàn)了閾值電壓為3.2V的增強型凹槽柵MISHEMT器件；使用干法刻蝕和濕法腐蝕相結(jié)合制備柵槽工藝，實現(xiàn)