GaN微波及THz功率器件設計與工藝研究.pdf

1、本文從GaN基大柵寬HEMT器件的生產制造和GaN基耿氏二極管的結構設計和關鍵工藝等方面進行了詳細的研究。一方面對GaN/AlGaN異質結大柵寬HEMT的結構進行了制造，并且根據理論的分析推測其工作在高頻大功率的設計原則和影響因素，據此設計了不同柵寬的GaN/AlGaN異質結HEMT器件，給出了制備大柵寬HEMT的工藝步驟和方法以及制備后器件管芯圖和經過封裝連接后的完整HEMT器件圖，并且對不同柵寬的GaN/AlGaN異質結HEMT進行

2、了直流特性以及主要是交流特性的測試，對比了不同柵寬下GaN/AlGaN異質結HEMT的工作參數。
　　 另一方面對GaN基耿氏二極管的內部工作機理進行了理論研究尤其是耿氏二極管賴以工作的機理速場關系模型，摻雜濃度和渡越區(qū)長度的關系結合以前的研究進行了總結擬合得出了設計制造GaN基耿氏二極管的原則只有摻雜濃度與渡越區(qū)長度之積在兩條臨界線之間的區(qū)域才能產生耿氏振蕩。并且利用模擬軟件SILVACO對GaN基耿氏二極管和傳統(tǒng)的GaAs基

3、耿氏二極管對于新舊兩種相同的工作結構進行模擬仿真對比得出在兩種相同的工作結構下GaN基耿氏二極管比傳統(tǒng)GaAs耿氏二極管在工作頻率和輸出功率上都遠遠優(yōu)秀。
　　 并且針對制造GaN基耿氏二極管的主要關鍵問題GaN的歐姆接觸問題，提出了兩種改進歐姆接觸制造的新型工藝方法以減小歐姆電阻的比接觸電阻率這一影響GaN基耿氏二極管的主要參數。一種是新型的二次退火工藝，利用新的高溫二次快速退火工藝我們對比與傳統(tǒng)退火工藝后的歐姆接觸形貌圖對比