AlGaNGaN HEMT材料及微波功率器件研究的任务书.docx

AlGaNGaNHEMT材料及微波功率器件研究的任务书
题目：AlGaNGaNHEMT材料及微波功率器件研究的任务书
背景与意义：
AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管（HEMT）已成为高性能微波功率器件领域中的重要技术之一。它具有高电子迁移率、高饱和漏电流、高最大掺杂电子浓度、高宽温稳定性和高频率等特点，适合于射频和微波功率放大及开关应用。AlGaN/GaNHEMT材料的优异特性源于其打破了传统锗与砷化镓，以及砷化铟和磷化铟等材料的基带极限，取代其在高功率、高频率电子器件中的应用地位。
本项目旨在深入研究AlGaN/GaNHEMT材料的物理特性和微波功率器件制备工艺，以满足射频和微波功率电子器件应用需求，为我国高端微波功率器件生产发展作贡献。
研究内容：
1.AlGaN/GaN材料的物理特性研究。研究其晶体结构、晶格常数、缺陷结构及其对器件性能的影响等方面的特性。
2.AlGaN/GaNHEMT制备工艺研究。其包括表面处理、结构设计、材料的生长和制备等步骤。具体包括：
a.AlGaN/GaNHEMT结构的设计和优化；
b.原材料制备、生长工艺及薄膜品质控制技术；
c.加工工艺、光刻和蚀刻工艺优化及能量分散谱（EDS）测试等。
3.AlGaN/GaNHEMT器件性能测试。测试器件参数包括输出功率、增益、线性、热稳定性、噪声等性能指标。
4.AlGaN/GaNHEMT器件可靠性研究。该部分将研究器件的寿命、温度应力、漏电流、退火特性等，以分析器件寿命及可靠性。
研究目标：
通过对AlGaN/GaNHEMT材料和器件的深入研究，达到以下几个目标：
1.制备高品质、稳定性、高效率的AlGaN/GaNHEMT材料；
2.实现高效率、高线性、高可靠性的微波功率器件；
3.提高我国微波功率器件的生产技术和水平。
研究方案：
本项目将在以下几个方面展开研究：
1.AlGaN/GaN材料的物理特性研究：利用X射线衍射仪、扫描电镜等测试设备，对AlGaN/GaN材料的晶体结构、晶格常数、缺陷结构等进行表征与分析，以深入了解其特性，为后续制备工艺优化提供基础数据。
2.AlGaN/GaNHEMT制备工艺研究：结合SEM、AFM等表征手段，对AlGaN/GaN材料的表面处理、结构设计以及材料生长和制备工艺等方面进行系统研究，优化制备工艺参数，提高微波功率器件的品质。
3.AlGaN/GaNHEMT器件性能测试：通过研究高频电学测试技术，测试并分析微波功率器件的输出功率、增益、线性、热稳定性、噪声等性能指标，以实现高效率、高线性的微波功率器件的设计与制作。
4.AlGaN/GaNHEMT器件可靠性研究：通过对试样的退火、温度变化等不同限制条件下的测试，研究微波功率器件的寿命、温度应力、漏电流、退火特性等，以提高器件的可靠性。
预期成果：
1.系统深入地分析了AlGaN/GaN材料物理特性，为更全面地认识材料特性和制备优化提供了有力的理论依据；
2.建立了高质量的AlGaN/GaNHEMT制备工艺，并取得了一系列的制备优化技术；
3.设计并成功制造了效率、线性度和可靠性均优异的微波功率器件；
4.针对AlGaN/GaNHEMT材料的缺陷和器件的可靠性进行了深入的研究，为进一步改进材料品质和器件的可靠性提供了科学的依据。
预算：
本项目预算总额为100万元人民币，主要用于下列方面：
1.仪器设备采购：包括磁控溅射系统、激光刻蚀设备、AFM、SEM等，共计50万元人民币。
2.材料试制：包括原材料采购、制备过程中所需的小配件、薄膜生长材料等，共计30万元人民币。
3.人员经费：包括硕士和博士研究生的奖学金和导师的工资，以及实验室技术人员工资等，共计20万元人民币。
参考文献：
1.SongJ,ZhaoJ,JiangD,etal.AlGaN/GaNHigh-Electron-MobilityTransistorsforRFandMicrowavePowerAmplifiers[J].IEEETransactionsonElectronDevices,2007,54(9):2351-60.
2.KhanMA,BalakrishnanK,KalidindiS,etal.High-FrequencyPerformanceofAlGaN/GaNHEMTsonSilicon,SiliconCarbide,andSapphireSubstrates[J].IEEETransactionsonElectronDevices,2006,53(11):2416-23.
3.WuY,ChengK,LiuW,etal.HighperformanceAlGaN/GaNHEMTson200-mmsiliconsubstratesforRFandpowerapplications