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自支撑氮化镓衬底的欧姆接触研究的任务书 任务书 研究题目:自支撑氮化镓衬底的欧姆接触研究 研究背景和意义: 氮化镓是一种重要的宽禁带半导体材料,具有较高的导电性和机械性能以及优异的高温稳定性和耐腐蚀性,可应用于高功率、高频、高温和高电子迁移率的电子器件领域。在氮化镓器件中,欧姆接触是必不可少的,其良好的电学特性和稳定性对器件的性能和可靠性都有很大的影响。目前,常用的欧姆接触金属材料包括钨、钼、镍、钛等,但由于其在氮化镓衬底上的反应性和热稳定性等问题,使其应用受到限制。 自支撑氮化镓衬底作为一种新型衬底材料,具有热稳定性和较高的机械强度,可使器件具有更好的可靠性和长寿命。因此,开展自支撑氮化镓衬底的欧姆接触研究具有重要的现实意义和科学价值。 研究内容: 本研究将建立自支撑氮化镓衬底上欧姆接触的制备和表征体系,主要研究内容包括: 1.制备自支撑氮化镓衬底材料,并对其表征其结构、形貌、物理性质等; 2.选择合适的金属材料制备欧姆接触,利用大气置换焊接技术和磁控溅射技术制备欧姆接触,并对其特性进行测试和分析; 3.对欧姆接触的电学性能、热稳定性等进行系统的测试和分析,以探究自支撑氮化镓衬底上欧姆接触的优化方案。 研究方法: 本研究将采用以下方法进行: 1.制备自支撑氮化镓衬底材料。在常压反应堆中,利用化学气相沉积技术,制备高质量的自支撑氮化镓衬底材料,并进行结构、形貌、物理性质等表征。 2.选择合适的金属材料制备欧姆接触。利用大气置换焊接技术和磁控溅射技术制备欧姆接触,优化制备工艺,并对其特性进行测试和分析。 3.对欧姆接触的电学性能、热稳定性等进行系统的测试和分析。采用宏观测试和微观分析相结合的方法,评价欧姆接触的电学性能和稳定性,并分析影响欧姆接触稳定性的主要因素。 研究计划: 本研究预计完成时间为18个月,计划分为以下几个阶段: 1.前期准备阶段(1个月):熟悉理论知识和技术手段,确定研究内容、方案和方法; 2.自支撑氮化镓衬底制备及表征阶段(6个月):利用化学气相沉积技术,制备高质量的自支撑氮化镓衬底材料,并进行结构、形貌、物理性质等表征; 3.欧姆接触制备及测试阶段(8个月):选择合适的金属材料制备欧姆接触,优化制备工艺,对欧姆接触的特性进行测试和分析; 4.结果分析及报告撰写阶段(3个月):整理分析实验结果,撰写研究成果和实验报告,准备发表相关学术论文。 研究成果: 本研究将得出以下成果: 1.建立自支撑氮化镓衬底上欧姆接触的制备和表征体系; 2.研究自支撑氮化镓衬底材料的物理化学性质和金属材料的反应特点; 3.评价自支撑氮化镓衬底上欧姆接触的电学性能、热稳定性和可靠性,并对其进行优化; 4.发表相关学术论文,促进氮化镓器件技术的发展和应用。 参考文献: [1]C.Y.Kung,X.Z.Liu,J.X.Tang.ResearchProgressofOhmicContactsforNitrideSemiconductors.ActaPhysico-ChimicaSinica.2011,27(1):27-47. [2]S.Sun,X.Wang,M.Wang,etal.EffectsofdifferentloadingmodesonthefailurebehaviorofGaN-on-diamondhighelectronmobilitytransistorchips.MicroelectronicsReliability.2021,119:114226. [3]C.Yuan,X.Zhang,J.Zhang,etal.AnnealingEffectofNi/AuOhmicContactsonDifferentDopingTypesofGaN.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics.2020,31:18459–18468. [4]F.Ren,G.Feng,S.Zhang,etal.EffectsofannealingtemperatureonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofAl/Ti/Zr/NiAu-freeOhmiccontactsonGaN.AppliedSurfaceScience.2020,508:145221.