algangan基hemt材料性能与测试技术的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文AlGaN/GaN基HEMT材料性能与测试技术的研究姓名：许敏申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：陈国鹰;花吉珍20070101河北工业大学硕士学位论文AlGaN/GaN基HEMT材料性能与测试技术的研究摘要高电子迁移率晶体管被公认为微波/毫米波器件和电路领域中最有竞争力的三端器件，它不仅具有优异的低噪声特性，而且具有出色的功率性能，将彻底改变以相控雷达为代表的军用电子装备的面貌。但在高质量的铝镓氮/氮化镓异质结中，即使所有的层均不人为掺杂，仍可以在异质界面上形成高的面电子密度的二维电子气体系。氮化镓基高电子迁移率晶体管其有的优异的物理

2、性质：禁带宽、热导率高、电子饱和漂移速率高、热稳定好等，适合于制作高温、高压、高频及大功率器件。材料的外延生长是整个功率器件制作的基础，对器件的电学性能有着重要的影响，生长不出优质的材料体系，获得高性能的器件就无从谈起，因此，材料的外延生长便成为了整个微波器件制作过程之中的重中之重。金属有机汽相外延沉淀生长技术是目前发展水平较为成熟、外延质量较高的一种外延生长方法。本文对高电子迁移率晶体管器件进行了理论分析和计算，介绍了二维电子气产生原理和二维电子气中电子的来源，并且对影响二维电子气的因素进行了分析，并依此进行了实验。介绍了金属有机汽相外延沉淀生长技术的原理和实验过程

3、，分析了霍尔测量、X射线衍射、汞探针电容电压法和原子力显微镜等测试技术的原理。对蓝宝石衬底上氮化镓外延层生长技术及铝镓氮/氮化镓异质结材料生长技术进行研究，在不同的V/III比、掺杂方式及浓度情况下对铝镓氮/氮化镓基高电子迁移率晶体管材料进行外延生长，并利用霍尔测量、X射线衍射和汞探针电容电压法等测试技术对不同生长条件下外延材料特性进行了测试对比，结果表明在下列条件下生长出来的材料具有更好-3的电学性能：生长铝镓氮层ⅤⅢ/比选择为837、铝镓氮掺杂浓度为3E+18cm的硅烷。关键词：金属有机汽相外延沉淀，高电子迁移率晶体管，铝镓氮，氮化镓，二维电子气iAlGaN/Ga

4、N基HEMT材料性能与测试技术的研究STUDYONPROPERTIESANDMEASUREMENTOFALGAN/GANBASEDHEMTMATERIALSABSTRACTTheHighElectronMobilityTransistor(HEMT)iswidelythoughtasthemostcompetitivethree-endapparatusinthefieldofmicrowave/millimeterwavedevicesandcircuit.Becauseofitssmallnoiseandgoodpowerperformance,itwilltot

5、allychangethepresentstatusofelectronicequipswhichwereusedinarmy.Butinthehigh-qualityAlGaN/GaNheterostructure,therewillbetwodimensionalelectrongas(2DEG)systemwithhighelectronicdensityonthesurfaceofheterostructure,eventhoughalllayerswereundopedartificially.TheHEMTbasedontheAlGaN/GaNhetero

6、structurehasexcellentphysicalcharacters,suchaswideenergyband,highthermalconductance,highelectron-saturation-excursionvelocity,goodthermalstabilizationandsoon,whichmakesitsuitableforapparatusofhightemperature,highvoltage,highfrequencyandhighpower.Materialepitaxyisthefoundationoffabricati

7、ngthepowerapparatus,anditaffectstheelectroniccharacters.Soforobtaininghighperformancedevice,wemustdevelopgoodmaterialsystem.Andmaterialepitaxyisthemostimportantpartinfabricatingthesemiconductorlaser.Atpresent,MetalOrganicChemicalVaporDeposition(MOCVD)technologyhascomparativehig