GaN薄膜分子束外延制备与肖特基整流器件设计的开题报告.docx

GaN薄膜分子束外延制备与肖特基整流器件设计的开题报告
一、选题背景
随着物联网、智能家居、车联网、5G通信等领域的快速发展，对高功率、高频率、高温度、高可靠性、高效率的电子器件需求不断增加。由于传统的材料和工艺已经无法满足这些需求，新型半导体材料和技术成为了关键。
氮化镓（GaN）是一种具有优异性能的新型半导体材料，其具有较大的电子迁移率、高击穿场强、高热稳定性、宽能带隙、高饱和漂移速度和高电导率等优点。GaN薄膜外延技术是制备高质量GaN晶体和器件的重要技术之一。肖特基结是半导体器件中常用的结构之一，具有低电压降、高速度、高功率密度等特征。
因此，本课题的研究内容为GaN薄膜分子束外延制备与肖特基整流器件设计，旨在探究GaN薄膜外延工艺技术及开发高性能的肖特基整流器件，为半导体器件的发展提供新的技术路线。
二、主要研究内容及思路
（1）GaN薄膜分子束外延制备技术
采用分子束外延技术制备GaN薄膜，探究生长参数和工艺条件对GaN薄膜生长的影响，以实现高质量、高效率的GaN薄膜。主要思路包括：
-搭建分子束外延实验平台，优化实验设备；
-系统研究生长参数和工艺条件对GaN薄膜生长的影响；
-实现高质量、高效率的GaN薄膜生长。
（2）肖特基整流器件设计与制备
基于GaN薄膜制备肖特基整流器件，探究电子输运特性与器件性能之间的关系，提高器件的性能指标。主要思路包括：
-设计肖特基整流器件，优化结构参数；
-制备肖特基整流器件，分析电子输运特性；
-优化器件性能指标，提高整流器件性能。
三、研究意义和成果预期
本课题的研究对于推动新型半导体材料和器件的发展具有重要意义。主要意义和成果预期如下：
-探究GaN薄膜分子束外延制备技术，提高GaN晶体质量，为GaN器件的制备提供技术支持；
-开发高性能的肖特基整流器件，推动半导体器件的性能指标提高，为应用提供更为丰富的选择；
-提高我国在新型半导体材料和器件方面的研究水平，促进产业转型升级和经济发展。
四、研究方法和技术路线
本课题主要运用分子束外延技术制备GaN薄膜，并设计和制备肖特基整流器件。具体方法和技术路线如下：
（1）GaN薄膜分子束外延制备技术
-建立分子束外延实验平台，优化实验设备和条件；
-选择合适的衬底和生长条件，利用分子束外延技术制备GaN薄膜；
-通过x射线衍射分析、光学显微镜观察等手段对GaN薄膜进行表征，探究生长参数和工艺条件对GaN薄膜生长的影响。
（2）肖特基整流器件设计与制备
-设计GaN基的肖特基整流器件，优化肖特基结结构参数；
-利用分子束外延技术制备肖特基结；
-对肖特基整流器件进行器件测试和电学特性分析，探究电子输运特性和器件性能之间的关系。
五、论文的结构安排
本论文拟按以下顺序组织：
第一章绪论
1.1选题背景和研究意义
1.2国内外研究现状及存在的问题
1.3研究内容和思路
1.4研究方法和技术路线
1.5论文结构安排
第二章GaN薄膜分子束外延制备技术
2.1分子束外延技术介绍
2.2GaN薄膜分子束外延制备方法
2.3分析GaN薄膜生长参数和工艺条件对生长质量的影响
第三章肖特基整流器件设计
3.1肖特基整流器件结构介绍
3.2设计GaN基肖特基结
3.3优化肖特基整流器件结构参数
第四章肖特基整流器件制备和测试
4.1肖特基整流器件制备方法
4.2肖特基整流器件测试和电学特性分析
4.3分析电子输运特性和器件性能之间的关系
第五章结论与展望
5.1研究工作总结
5.2成果评估及创新点
5.3研究工作展望
参考文献