GaN HEMTs器件研究的开题报告.docx

浮空场板AlGaN/GaNHEMTs器件研究的开题报告
一、研究背景
随着信息技术的日益发展，对高速、高功率、高频、高可靠性的半导体器件的需求越来越高。尤其在军事、航空航天、通信等领域，对高性能半导体器件的需求更是迫切。动态功耗已经成为集成电路技术面临的一个重要难题，半导体材料的选择具有决定性的作用。目前，氮化物半导体GaN及其合金材料因其高电子迁移率、高饱和漂移速度和高电子浓度优越的电学特性被广泛研究和应用。GAN是一种宽能隙半导体，和硅相比，其功率密度更大，热测量系数更高，热扩散常数更小，在高温和高电压下具有较好的耐压能力和高速开关特性。但是，GaN材料的热学稳定性和可靠性问题仍然是制约其商业应用的主要因素。
为了提高GaN器件的可靠性，研究者提出了一种新的器件结构——浮空场板GaNHEMTs。该器件结构在Ga2O3介电层和GaN双极性二维电子气（2DEG）之间形成了一个气隙导通区域，将笼罩效应降到最小，避免了2DEG处反向漏电流的形成。同时，该结构具有亚硬开关特性，使得器件开关频率大大提高，能量损耗降低。
二、研究内容
本文以氮化物半导体Ga2O3/AlGaN/GaNHEMTs为对象，通过优化材料的制备和器件结构的设计，研究浮空场板结构对GaN器件的增强效应。
具体而言，本研究在alumina基板上采用分子束外延（MBE）技术生长AlGaN/GaN异质结，并利用光刻和湿法蚀刻技术制备了浮空场板GaNHEMTs器件。通过X射线衍射仪（XRD）和原子力显微镜（AFM）对材料进行表征，并测试了器件的电学性能、稳定性和可靠性，分析了浮空场板结构对其电学性能的影响。
研究内容包括：
1.MBE生长AlGaN/GaN异质结
2.制备浮空场板GaNHEMTs器件
3.研究器件的电学性能、稳定性和可靠性
4.分析浮空场板结构对其电学性能的影响
三、研究意义
本研究针对浮空场板AlGaN/GaNHEMTs器件的制备和性能进行了研究，进一步优化了器件结构和制备工艺。该研究将为氮化物半导体GaNHEMTs的商业化应用开拓道路，提高其可靠性和稳定性，为高功率电子器件的发展提供技术支持。