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研究生: 張庭輔
Chang, Ting-Fu
論文名稱: 不同隔離方式與不同種磊晶參數對高壓氮化鋁鎵/氮化鎵高電子遷移率電晶體的影響
The characteristic of AlGaN/GaN HEMT with different isolation and epitaxial layers
指導教授: 黃智方
Huang, Chih-Fang
口試委員: 龔正
徐碩鴻
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 51
中文關鍵詞: 氮化鎵/氮化鋁鎵高崩潰電壓不同隔離方式不同磊晶結構
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  • 中文摘要
    在本篇論文當中,我們利用成長在矽基板上的氮化鎵/氮化鋁鎵試片製作高電子遷移率電晶體,實驗的方向分為兩個主軸。不同的磊晶層結構的影響以及不同格離方式對崩潰的關係。
    首先是不同的基板磊晶方式,將一樣的製程應用在不同磊晶層的試片上,總共使用三種系列的試片,(1) 使用低阻基板且總磊晶層厚度約為4.8-μm,(2) 同樣使用低阻基板但是磊晶層加厚到5.8-μm,期望可以得到更高的崩潰電壓,(3) 使用高阻基板但是磊晶層指有2.6-μm,原訂是設計給高頻元件使用的。在一般電性方面,確實是受到試片的二微電子氣濃度以及電子遷移率的大小所主導,試片(3)擁有最低的片電阻故得到最高的飽和電流密度以及最低的導通電阻,試片(2)的崩潰電壓可以達到2730V,發生在Lgd = 40-μm或60-μm的元件,在量測時基板接地並且浸泡在冷卻液中,最高的BFOM發生在試片(1)Lgd = 20-μm的元件達到900MW/cm2,因為在崩潰電壓以及導通電阻達到最加的平衡
    第二個主軸是不同的隔離方式對逆向特性的影響,選用鋅離子佈植、氧離子佈植還有使用mesa的結構。,實驗結果使用氧離子佈植區域的片電阻最高達到7.57×1012 Ω/⃞,mesa的則是最低只有1.48×109 Ω/⃞,在調變溫的量測下,mesa的活化能是最低的只有0.391 eV,表示mesa是最安定的絕緣方式,在高壓量測時,當Vd = 1kV, Vg = -5V,mesa會有較大的漏電流密度6.33×10-4 mA/mm,當硬性崩潰時的電壓則差不多,在低壓的狀態下,接觸到側壁的元件會有較大的漏電流密度,當逆偏壓再上升時漏電曲線會與其他的對照組相符。


    目錄 第1章 序論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3研究方向簡介與論文架構 6 1.3.1 研究方向簡介 6 1.3.2論文架構 7 第2章 元件介紹及實驗設計 8 2.1 氮化鋁鎵/氮化鎵材料介紹 8 2.2 基板的選擇 9 2.3 場平板(Field plate)結構 10 2.4 實驗設計 11 2.4.1 試片種類對電性的影響 11 2.4.2 隔離方式(isolation)對電性的影響 12 第3章 光罩設計及元件製程 17 3.1 高電壓AlGaN/GaN HEMT設計流程 17 3.2 源極汲極電極製作 (歐姆接觸) 17 3.3 元件隔離區域製作 19 3.4 沉積表面保護層 21 3.5 閘極與pad的製作 22 第4章 元件量測結果分析 25 4.1 正向電性分析 25 4.1.1 不同試片的影響 25 4.1.2 不同隔離方式的影響 29 4.1.3 閘極下方電位浮動特性 31 4.2 逆向電性分析 34 4.2.1 不同試片的影響 34 4.2.2 不同隔離方式的影響 35 4.3 崩潰特性分析 37 4.3.1 不同試片的影響 37 4.3.2 不同隔離方式的影響 42 4.4 升降溫特性分析 43 4.5 封閉型元件電性分析 46 第5章 結論與未來工作 48 參考文獻 49

    參考文獻
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