增強型GaN高電子遷移率晶體管的研究.pdf

1、基于 GaN材料大禁帶寬度，高熱導(dǎo)率和高飽和遷移率速度等優(yōu)點構(gòu)成的AlGaN/GaN HEMT器件證實在微波大功率領(lǐng)域有極大的應(yīng)用前景，但是影響其性能的一些缺陷態(tài)等因素目前還不是很明確，其可靠性還一直沒有解決。常規(guī)的GaN HEMT器件均為耗盡型，在射頻及微波芯片設(shè)計時，其負柵壓的電源設(shè)計增加了設(shè)計成本，同時在數(shù)字電路應(yīng)用中，能夠與耗盡型GaN HEMT器件相耦合的增強型器件越來越受人們關(guān)注，增強型GaN HEMT近來已成為研究的熱點。

2、
　　本文通過變頻電容-電壓法對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)進行了缺陷態(tài)測試分析，證實了導(dǎo)致C-V曲線在夾斷區(qū)發(fā)生高低頻之間離散的主要原因是AlGaN及GaN體材料中的Ⅲ族空位等缺陷，同時采用氟離子處理的方法對結(jié)論進行了驗證。并研究了氟基等離子體處理方法對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料特性及器件性能的影響，發(fā)現(xiàn)氟基等離子體在改變異質(zhì)結(jié)夾斷電壓的同時對溝道的2DEG濃度及遷移率基本沒有影響。
　　在GaN HEMT器件流片中采用氟基

3、等離子體處理技術(shù)實現(xiàn)了可調(diào)閾值電壓的GaN HEMT器件，并最終得到增強型的GaN HEMT，在4V柵壓下飽和電流650mA/mm，夾斷電壓0.35V，1um柵長下fT與fmax分別達到10.3GHz與12.5GHz，與常規(guī)耗盡型 GaN HEMT相比，器件性能沒有出現(xiàn)衰退。同時，為提高增強型GaN HEMT器件的頻率特性，在半絕緣SiC襯底上采用0.35um的柵長再次流片，獲得了fT40GHz與fmax超過90GHz的結(jié)果，在18GH