刘艳的GaNMOSFET器件研究
一种测验器件抗质子单粒子效应能力的方法[发明专利]
![一种测验器件抗质子单粒子效应能力的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/debb86ee581b6bd97e19ea3c.png)
专利名称：一种测验器件抗质子单粒子效应能力的方法专利类型：发明专利
发明人：王群勇,冯颖,阳辉,陈冬梅,刘燕芳,白桦,陈宇
申请号：CN201210359573.4
申请日：20120924
公开号：CN102928773A
公开日：
20130213
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种测验器件抗质子单粒子效应能力的方法。
包括以下步骤：第一步准备待测验器件；第二步进行质子诱发的单粒子翻转检测SEU，获得器件位的翻转情况；第三步进行质子诱发的单粒子闩锁检测SEL，获得器件的电流和功耗；第四步根据所述翻转数据和器件的电流和功耗进行试验数据的处理分析，获得器件的抗质子单粒子效应能力。
采用该方法可以更真实有效地模拟出空间辐射环境对宇航用半导体器件的单粒子效应，准确灵敏的获得器件的抗质子单粒子效应能力。
申请人：北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司
地址：100089 北京市海淀区紫竹院路69号中国兵器708室
国籍：CN
代理机构：北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：王莹
更多信息请下载全文后查看。
《AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性一、引言随着半导体技术的不断发展，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）已成为射频和微波电路的重要元件。
在HEMT器件中，电子迁移率以及电流-电压（I-V）输出特性是评估其性能的关键参数。
本文将重点研究AlGaN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）的电子迁移率及其I-V输出特性，以期为相关研究与应用提供理论支持。
二、AlGaN/GaN MIS-HEMT结构与工作原理AlGaN/GaN MIS-HEMT是一种利用二维电子气（2DEG）工作的晶体管，其结构主要由AlGaN/GaN层、栅极绝缘层以及源漏电极等部分组成。
在电场作用下，AlGaN/GaN界面处产生2DEG，从而形成导电通道，实现电流的传输。
三、电子迁移率的研究电子迁移率是衡量半导体材料中电子运动能力的重要参数，直接影响着器件的导电性能。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，电子迁移率受到材料质量、界面态密度、温度等多种因素的影响。
首先，材料质量对电子迁移率的影响至关重要。
高质量的AlGaN/GaN材料具有较低的缺陷密度和较高的载流子浓度，从而使得电子迁移率得以提高。
其次，界面态密度也会对电子迁移率产生影响。
界面处存在过多的陷阱态会散射电子，降低其迁移率。
此外，温度也是影响电子迁移率的重要因素。
随着温度的升高，电子的热运动加剧，使得迁移率降低。
四、I-V输出特性的研究I-V输出特性是描述器件电流与电压关系的曲线，反映了器件的导电性能和稳定性。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，I-V输出特性受到栅极电压、源漏电压以及器件结构等因素的影响。
首先，栅极电压对I-V输出特性具有显著影响。
当栅极电压增大时，2DEG的密度增加，导致电流增大。
其次，源漏电压的变化也会引起I-V特性的变化。
GaN
GaN功率器件调研摘要：论文从研究背景、进展和行业动态三方面论述了发展GaN功率器件的可行性和意义。
关键词：GaN；功率器件一、研究背景目前绝大多数电力电子器件都是基于硅（Si）材料制作的，随着硅工艺的长足发展与进步，其器件性能在很多方面都逼近了极限值。
因此，电力电子器件想要寻求更大的具有突破性的提高，需要更多关注新型半导体材料。
与其它半导体器件相比，电力电子器件需要承受高电压、大电流和高温，这就要求其制造材料具有较宽的禁带、较高的临界雪崩击穿场强和较高的热导率。
新型氮化镓（GaN）基宽禁带半导体材料无疑成为制作高性能电力电子器件的优选材料之一。
几种主流半导体材料特性参数如表1所示。
表1 主流半导体材料特性参数（1）从表1中可以看出相比GaAs、Si等材料，GaN材料具有较大的禁带宽度。
因此，GaN基材料在高温和高辐射的情况下本征激发载流子较少，这就使得用GaN材料制作的半导体器件的工作温度可以高于GaAS、Si等半导体材料的工作温度，这对于制作高温、大功率半导体器件有很大的优势。
（2）GaN材料具有很大的饱和电子迁移速度，GaN材料的饱和电子漂移速度峰值能够达到3×107cm/s，这个数值要远大于GaAs、Si、4H-SiC等半导体材料。
大饱和电子漂移速度保证了GaN器件具有非常好的载流子输运性质，这在制作高频微波电子器件方面，能够有非常广阔的应用前景。
（3）GaN材料具有高的击穿电压。
Si和GaAs的临界击穿电场只有0.3MV/cm 和0.4MV/cm，而GaN材料的临界击穿电压能够达到4MV/cm，这一性质使得GaN材料很适合做高压电子器件，能够非常优秀地足电力工业对高压二极管的广泛需求。
（4）GaN具有很低的介电常数。
介电常数是器件电容荷载的量度，从表可以看出GaN的介电常数比Si、GaAs和4H-SiC都要小。
介电常数低，单位面积的器件寄生电容小，因此对于同样的器件阻抗，介电常数小的材料可以使用的器件面积就大，这样就可以开发较高的RF功率水平。
基于GaN功率器件的高性能T／R组件
时 ， 经 过 试 验 验 证 ， 组 件 的 温 稳 定性 也 很 好 。
ｍｍ ｕ ｌ ｍ－ ｉ ｎｓ ｕｌ ａ ｔ ｏｒ
】微波技术 Ｇ ａ Ｎ器 件 Ｔ ／ Ｒ组 件 图１ ：Ｔ ／ Ｒ 组 件 的设 计 框 图
３基于Ｇ ａ Ｎ 功率 器件 的Ｔ ／ Ｒ 组 件
雷 达 次 应 用 可 以 追 溯 到 ＝ 战 时 期 ， 第 部 雷 达 是 装 备 了真 空 电 子管 收 发 器 的 机 械 扫 描 反 射 阵 面 。随 后 雷 达 发 展 出 电 子 扫 描 技 术 ， 同 时 雷 达 巾 的收 发 器 也逐 步地 发 展 成 为 多 个收 发组件 合成 的形式 ，随后收 发 （ Ｔ ／ Ｒ）组件 开 始 成 为 雷 达 技 术 发 展 的 重 要 环 节 。 随 着 雷 达 性能要求的不断提高 ． Ｔ ／ Ｒ 组 件 也 经 历 了 多次 技术变革 ，Ｉ 着 小 型 化轻 量 化 高 性 能 的 方 向 前 进。 本 文 介 绍 ｒ雷 达 Ｔ 爪 组 件 的 技 术 发 展 和 类 型 ， 同 时 介 绍 了 一 款 琏 于 Ｇａ Ｎ 器件 的 Ｔ ／ Ｒ 组 件 设 汁。
［ ３ 】 杨维生 ， 彭延辉 ． 覆铜板资讯 ， ２ ０ ｔ ５ ， ５ ： １ ３ ～
１ ８ ．
பைடு நூலகம்
［ ４ ］ Ｐ Ｅ ＴＥ Ｒ Ｒ Ａ Ｍ Ｍ， Ａ Ｒ ＭＩ Ｎ ＫＩ Ｕ ＭＰ Ｐ ． Ｊ ０ Ｓ ＥＦ
４ Ｔ ／ Ｒ 组件 的温 度稳 定性 试验
我们 对上述 的 ｌ ０只 Ｔ ／ Ｒ组 件 进 行 了 温 度 试 验 ， 在不 同 的环 境 温 度 下 ， 测 试 其 输 出 功 率 和 效 率 。结 果 如 图 ３所示 ， 组件 分 别 在 低 温 ， 室 温 ，高 温 下进 行 了 测 试 ， 可 以 看 到 工 作 温 度 相差 很大的情况 下，组件 的输 出功率和效率保 持 ｒ相 对 稳 定 。试 验 表 明 ， 该设 计 的 Ｔ ／ Ｒ 组 件 具备 良好 的 温 度 稳 定 性 。
考虑寄生参数的高压GaN高电子迁移率晶体管的逆变器动态过程分析
考虑寄生参数的高压GaN高电子迁移率晶体管的逆变器动态过程分析张雅静;郑琼林;李艳【摘要】近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)已经开始应用在电力电子领域.GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗.本文以600V GaN HEMT 为研究对象,研究其共源共栅(Cascode)结构引起的开关动态过程及其寄生参数的影响.建立了600V GaN HEMT等效模型并详细推导了其在单相逆变器中开关管正向导通、正向关断、反向续流导通和反向续流关断四种情况的动态过程.GaN HEMT的等效电路考虑了对开关过程及开关损耗有重要影响的寄生电感和寄生电容.理论、仿真及实验证明了Cascode GaN HEMT器件中寄生电感Lint1、Lint3和Ls直接影响开关管的动态过程进而影响开关管的开关损耗.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)012【总页数】9页(P126-134)【关键词】宽禁带半导体器件;氮化镓高电子迁移率晶体管;动态过程【作者】张雅静;郑琼林;李艳【作者单位】北京化工大学信息科学与技术学院北京 100029;北京交通大学电气工程学院北京 100044;北京交通大学电气工程学院北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TM46以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体器件被誉为第三代半导体器件。
由于SiC和GaN为代表的宽禁带半导体材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，使得宽禁带半导体器具有开关速度较快、导通电阻小、品质因数低、损耗小等优势[1-3]。
氮化镓高电子迁移率晶体管（Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor，GaN HEMT）可分为增强型和耗尽型两种。
目前单体增强型GaN HEMT器件的额定电压最大能达到250V。
一种高质量MIS结构的GaN基场效应晶体管及其制备方法[发明专利]
![一种高质量MIS结构的GaN基场效应晶体管及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8b24682bda38376bae1fae29.png)
专利名称：一种高质量MIS结构的GaN基场效应晶体管及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：刘扬,何亮,杨帆
申请号：CN201510715034.3
申请日：20151029
公开号：CN105336789A
公开日：
20160217
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及半导体材料器件领域，公开了一种高质量MIS结构的GaN基场效应晶体管结构及其制备方法。
具体涉及GaN？MISFET器件栅极介质层及其与GaN界面的改进方法，该器件包括衬底及生长在衬底上的外延层以及栅极、源极、漏极、绝缘层。
所述外延层包括一次外延生长的应力缓冲层及GaN外延层，以及其上的选择区域生长的二次外延层和三次外延层，二次外延生长
GaN/AlGaN异质结构并形成凹槽沟道，三次外延AlN薄层。
AlN薄层部分氧化形成AlN/氧化物介质层堆叠结构。
栅极金属覆盖于凹槽沟道处，两端形成源极和漏极区域并覆盖金属形成源极和漏极。
本发明器件结构和制备工艺简单可靠，能形成高质量的MIS栅极结构，提高GaN？MISFET器件的性能，尤其是对栅极漏电的降低、沟道电阻的降低以及阈值电压稳定性问题的改善是十分关键的。
申请人：中山大学
地址：510275 广东省广州市新港西路135号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：陈卫
更多信息请下载全文后查看。
GaN MOSFET高效谐振驱动电路设计及损耗分析
GaN MOSFET高效谐振驱动电路设计及损耗分析高圣伟;苏佳;刘晓明;李龙女【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2018(037)005【摘要】为了解决GaN MOSFET门极驱动的高损耗问题,对比分析了传统驱动和谐振门板驱动电路,提出一种新型谐振门板驱动电路,通过建立数学模型、LTspice 仿真分析以及实验验证所提出门板驱动电路的正确性.其基本原理为利用谐振原理在开关管关断过程中通过L将存储在C中的能量反馈到电源中,使能量得到有效利用,从而减小功率损耗.结果表明:GaN MOSFET开通和关断的时间分别为12 ns和16 ns,能够实现开关管的快速开断;新型谐振驱动电路的门极损耗比传统GaN MOSFET驱动电路的损耗减小了55.56％,比普通谐振驱动电路的门极损耗减小了35.66％.【总页数】6页(P64-69)【作者】高圣伟;苏佳;刘晓明;李龙女【作者单位】天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387;天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387;天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387;天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387【正文语种】中文【中图分类】TN386【相关文献】1.基于氮化镓器件的LLC谐振变换器的驱动波形优化及损耗分析 [J], 于生宝; 许佳男; 宋树超; 张嘉霖2.基于MOSFET串联的半桥LLC谐振电路设计 [J], 李凯;罗续业;李彦3.基于GaN全桥LLC谐振变换器交错并联系统的损耗分析 [J], 高圣伟;贺琛;刘赫;董晨名4.应用于LLC谐振变换器的GaN器件及其驱动电路设计 [J], 林志杰;董纪清5.Cascode GaN高电子迁移率晶体管高频驱动电路及损耗分析 [J], 岳改丽;向付伟;李忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
gan场效应晶体管
gan场效应晶体管GAN场效应晶体管（Generative Adversarial Network Field Effect Transistor）是一种新型的晶体管结构，它结合了GAN技术和场效应晶体管的特点，具有许多独特的优势和应用前景。
本文将对GAN 场效应晶体管的原理、特点和应用进行详细介绍。
一、原理GAN场效应晶体管的原理是基于生成对抗网络（GAN）和场效应晶体管（FET）的相互作用。
生成对抗网络是一种由生成器和判别器组成的模型，通过不断的对抗学习使生成器产生逼真的样本。
场效应晶体管是一种利用电场控制电流的器件，其中包括源极、漏极和栅极。
GAN场效应晶体管将生成器与场效应晶体管的结构相结合，实现了对电流的控制和调节。
二、特点1. 高效能：GAN场效应晶体管具有高效能的特点，可以在较低的电压下实现高电流的传导。
这使得它在电子设备中的能耗更低，性能更优越。
2. 高可靠性：由于GAN场效应晶体管结构的独特设计，它具有较高的可靠性和稳定性。
在极端环境下，它仍然能够正常工作，不易受到外界干扰。
3. 高集成度：由于GAN场效应晶体管可以实现对电流的精确控制和调节，因此可以在一个芯片上集成大量的晶体管，从而实现高集成度的电路设计。
4. 高速度：由于GAN场效应晶体管的特殊结构和电流控制能力，它可以实现快速的开关速度和响应速度，适用于高频率信号的处理。
5. 多功能：GAN场效应晶体管不仅可以实现电流的控制，还可以用于模拟信号的放大、开关和反相等功能，具有广泛的应用潜力。
三、应用1. 人工智能：GAN场效应晶体管可以应用于人工智能领域，用于实现神经网络的加速和优化，提高机器学习和深度学习的效率和性能。
2. 通信技术：GAN场效应晶体管可以用于无线通信系统中的功率放大器设计，实现信号的放大和传输，提高通信质量和传输速度。
3. 显示技术：GAN场效应晶体管可以应用于显示器件中，用于驱动液晶显示屏和有机发光二极管（OLED）等，提高显示效果和显示速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Si
1.12 11.8 1.5
GaAs
1.42 12.8 0.5
SiC
3.25 9.7 4.9
GaN
3.4 9 2.3
三种晶体结构：立方闪 锌矿3C型结构（β相）、 六角纤维锌矿2H型结构 （α相）和面心立方结构 （NaCl结构）
禁带宽度 Eg (eV) 相对介电常数 εr 热导率 (W/cmK)
击穿电场 (MV/cm)
图13 GaN n-MOSFET结构示意图
2.主要工艺介绍
2.1在蓝宝石衬底上使用氢化物气相外延 (HVPE)生长GaN外延
1)蓝宝石衬底 GaN 外延最常用的衬底是蓝宝石（α-Al2O3），其结构为六方结构和斜方结构， 如图18所示。蓝宝石具有高温下（1000℃）化学稳定，容易获得大尺寸，以及 价格便宜等优点。缺点是它与GaN 之间存在着较大的晶格失配和热膨胀失配， 大的晶格失配导致在GaN 外延层中产生很高的位错密度，高的位错密度降低了 载流子迁移率和少数载流子寿命，降低了热导率；热失配会在外延层冷却过程 中产生应力，导致裂纹的产生，最终降低产品性能。
Load Lock AIXTRON VPE 100
Electronic Control Rack
AIX HVPE Reactor- Cross Section
生长条件:
衬底条件:
HVPE反应方程:
Mg源: Cp2Mg 需要控制流速，生长温度等。
2.2 采用低压化学气相淀积(LPCVD)在GaN上淀积栅介质层SiO2 1）二氧化硅的理化性质及用途 密度:SiO2致密程度的标志。密度大表示致密程度高，约2-2.2g/cm3； 熔点:石英晶体1732℃,而非晶态的SiO2无熔点，软化点1500℃ 电阻率:与制备方法及所含杂质有关,高温干氧可达1016Ω·cm,一般在107-1015 Ω·cm； 介电性:介电常数3.9；介电强度:100-1000V/μm； 折射率 :在1.33-1.37之间； 腐蚀性:只和HF酸反应，与强碱反应缓慢。
a) 源（Source）：气体源，如 BF3，BCl3，PH3，AsH3 Ar，GeH4，O2，N2等。 如用固体或液体做源材料，一般先加热，得到它们的蒸汽，再导入放电区。 b) 离子源（Ion Source）：灯丝（filament）发出的自由电子在电磁场作用下， 获得足够的能量后撞击源分子或原子，使它们电离成离子，再经吸极吸出， 由初聚焦系统聚成离子束，射向磁分析器. B ， As，Ga，Ge，Sb，P
离子：P，As，Sb，B，In，O 剂量：1011~1018 cm-2 能量：1– 400 keV 可重复性和均匀性: ±1% 温度：室温 流量：1012-1014 cm-2s-1
能量：20-80KeV
400-500W/h
GaN: 注入能量，注入角度，注入源，退火 Si是n型GaN注入中最适用的掺杂物。
锗
离子注入 在半导体领域，引入杂质的方法主要有：扩散、外延生长和离子注入。由于 GaN稳定的化学性质使扩散需要较高的温度和较长的时间，所以扩散法掺杂不 具有实用价值。外延生长掺杂，受材料的溶解性以及外延生长过程的选择性 影响较大，且含量不易控制，灵活性较差。 离子注入的基本过程 将某种元素的原子或携带该元素的分子 经离化变成带电的离子 在强电场中加速，获得较高的动能后， 射入材料表层（靶） 以改变这种材料表层的物理或化学性质
名称 PMMA
极型 灵敏度 /μ Cc m-2 (电子 能量 20kV) 对比度 分辨率 μ m 通常的厚 度 μ m
+ 40-80
2-3 0.1 1
光刻工艺过程示意图
2) 德国Raith电子束光刻系统 型号有：Raith 50,Raith 150,Raith 200 技术参数： 1.扫描速度有：2.5MHz,4MHz，6MHz和 10MHz多种选择 2.工件台移动：45mmX45mm， 150mmX150mm，200mmX200mm 3.激光工件台的激光定位精度为2nm 3) Vll Sta 810XEr 中束流注入机 典型离子注入参数:
图1 纤锌矿GaN 各个不同方向的透视图
图2 Ga面和N面GaN晶格结构图
3.GaN材料的晶格常数
AlGaN, InGaN, InAlN, GaNP
三元化合物如AlxGa1-xAs的晶格常数一般可以 表示为：a（x）=xa（AlAs）+（1-x）a （GaAs）
图3 闪锌矿结构
一. MOSFET结构
掺入的杂质是电活性的，能提供所需的载流子，使许多微结构和器件得以实现。 掺杂的最高极限约1021 atoms/cm3，最低1013 atoms/cm3 晶片 器件 作用 隐埋区 隔离区 双极型晶体管及其IC 硅 基区 发射区 电阻 开关管及高速IC MOS晶体管及其IC 砷化镓 MIS IC，结型场效应 晶体管及其IC pnp管 提高开关速度 源、漏、沟道、阱 半绝缘区 源、漏 集电区、发射区 杂质 Sb, As B, Al B, P P, As, P-As, B B:P Au, Pt B:P, As H, O, Cr Zn, Be:S, Si, Sn In-Ga, Al
作为掩蔽膜 0.8 nm栅氧化层 High K
隔离工艺 互连层 间绝缘 介质
1)方法选择
2) Tempress扩散系统
பைடு நூலகம்
1.装载系统：用于将上料台上的石英舟及未扩 散硅片送入炉内，以及将扩散完成的硅片送到 上料台。 2.炉体部分：机台的核心部分，由四个炉体和 温度控制系统以及炉门控制系统组成。 3.气源柜：用于提供扩散工艺过程所需的各种 工艺气体，以及将扩散过程中产生的尾气通过 酸排风系统排出。
1.P-N结
N型半导体 P型半导体
(a)
漂移，扩散
图6 p-n结
(b)
2.肖特基接触
图7 能带图
3.欧姆接触
3.1 隧道效应
3.2 小结
图8 能带图
图9 金属跟n型半导体接触
4 .MIS结构
1.GaN材料
图10 能带图
5. 掺杂 掺杂（doping）：将一定数量和一定种类的杂质掺入材料中，并获得精确的杂质分布 形状（doping profile）。
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
二. MOSFET器件涉及的物理机制 主要包括衬底层的生长；源漏区的掺杂；栅介质层的选取；器件隔离；欧姆接 触和栅极肖特基接触等。
PN结 欧姆接触 肖特基接触 MIS结构 掺杂
图5 GaN n-MOSFET结构示意图
1) 利用CHF3 和O3的等离子体进行清洁
通过利用对气体离化成等离子状态,来处理样品表 面，实现清洁、改性、光刻胶灰化等的目的。
PJ等离子清洗器 2)电子束蒸发淀积金属
美国 Temescal 公司，型号：FC20359； Ultimate vacuum ≤ 1 x 10-7 Torr； Operational Vacuum ≤ 1 x 10-6 Torr in 40 mins；
NMOS
BJT
B E
C
p p+
n+
n+
nn+ p
p+
图11
掺杂应用：MOSFET中阱、栅、源/漏、沟道等；BJT中基极、发射极、集电极等
目的：改变晶片电学性质，实现器件和电路纵向结构。 方式：扩散（diffusion）、离子注入（ion implantation）、合金、中子嬗变。
图12
基本概念：结深 xj （Junction Depth）；薄层电阻 Rs （Sheet Resistance ）； 杂质固溶度（Solubility)
B.临界层厚度
在异质外延生长时，应变能是随着外延层厚度增加而增加，通常把外延层即将释放 应变能形成失配位错时的厚度称为临界层厚度。 计算临界层厚度的模型有：PB模型，Fisher模型和Matthews模型
2) AIXTRON HVPE生长GaN
5 Zone resistance Heater Gas Mixing System
电子迁移率 μ (cm2/Vs) 饱和漂移速度 vsat (107 cm/s) (峰值) 最大工作温度 T (℃)
0.3
1500 1 300
0.4
8500 1 300
3
700 2 600
4
1000~2000 3 700
纤锌矿结构（六方相，a 相），闪锌矿结构（立 方相，b相）和岩盐结构
2. 纤锌矿GaN
MOSFET器件
1) 结构
S
2)符号
G
D
SiO2
D G S
tox
B
3)基本参数 沟道长度 L(跟工艺水平有关) 沟道宽度 W 栅氧化层厚度 tox
B
图4 MOSFET结构
2. MOSFET分类
场效应管的分类：
N沟道 增强型 MOSFET (IGFET) FET 场效应管 JFET 结型 N沟道 （耗尽型） P沟道 绝缘栅型 耗尽型 P沟道 P沟道 N沟道
4) Oxford Plasma lab System 100 ICP 180
干法刻蚀可以从抗蚀剂图 案上得到高准确度的图案转 移。 终点控制用激光干涉度量法。
2.2 源漏区欧姆接触 目前n-GaN上最常采用的金属为Ti/Al/Ni/Au。金属的功函数等于或低于GaN的4.2eV。 Ti/Al双层结构其功函数较低，Ni/Au作为Ti/Al的覆盖层可以阻止AU向GaN表面的扩 散，防止与GaN接触的Ti/Al的氧化。蒸镀和溅射是两种常用的欧姆接触制备方法
GaN MOSFET器件制作工艺介绍
1.主要工艺流程
GaN MOSFET器件的结构如图13所示。器件设计在厚度为2μm的p型GaN材料上，以 Mg作为受主杂质（杂质非完全电离，Mg的电离能为170meV），浓度量级范围内， 栅极氧化层厚度（选用SiO2作为栅介质）为10-100nm，栅长取值范围为0.8μm-5μm之 间，n+漏源区的掺杂浓度，电极间距离Lgd=Lgs为0.5-3μm。在模拟过程中，GaN的电 子迁移率μn设置。 GaN主要工艺流程： (1)在蓝宝石衬底上使用氢化物气相外延 (HVPE)生长GaN外延； (2)采用低压化学气相淀积(LPCVD)在GaN 上淀积栅介质层SiO2，淀积温度为900℃； (3)淀积0.5μm SiO2做保护层，进行离子注 入Si形成源漏重掺杂； (4)离子注入完成后，对器件进行快速热 退火，消除晶格损伤并激活杂质； (5)淀积形成源漏区接触和栅极接触。