| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-25页 |
| 1.1 引言 | 第11-12页 |
| 1.2 GaN基材料的基本性质和研究意义 | 第12-19页 |
| 1.2.1 GaN基材料的基本性质 | 第12-15页 |
| 1.2.2 GaN基HEMT材料与器件的应用前景 | 第15-19页 |
| 1.3 GaN基HEMT的研究历史和现状 | 第19-21页 |
| 1.4 当前GaN基HEMT发展面临的一些主要问题 | 第21-22页 |
| 1.5 本研究课题的提出和论文安排 | 第22-25页 |
| 第二章 GaN基材料外延生长技术及表征方法 | 第25-35页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 MOCVD系统及材料生长技术 | 第25-29页 |
| 2.2.1 MOCVD系统 | 第25-27页 |
| 2.2.2 GaN材料MOCVD生长技术 | 第27-29页 |
| 2.3 材料测试表征技术 | 第29-33页 |
| 2.3.1 高分辨X射线衍射 | 第29-31页 |
| 2.3.2 原子力显微镜 | 第31-32页 |
| 2.3.3 霍尔测量 | 第32-33页 |
| 2.4 本章小结 | 第33-35页 |
| 第三章 GaN基异质结构能带自洽计算模型 | 第35-53页 |
| 3.1 引言 | 第35页 |
| 3.2 Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构的极化和2DEG的产生机理 | 第35-43页 |
| 3.2.1 GaN基半导体的晶体结构和能带结构参数 | 第35-37页 |
| 3.2.2 GaN基异质结界面的能带带阶 | 第37页 |
| 3.2.3 GaN基半导体中的自发极化和压电极化效应 | 第37-41页 |
| 3.2.4 Ga面极性Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构中的2DEG | 第41-43页 |
| 3.3 GaN基异质结构中载流子分布的一维自洽解 | 第43-51页 |
| 3.3.1 物理模型的建立 | 第44-46页 |
| 3.3.2 数值计算方法 | 第46-51页 |
| 3.4 本章小结 | 第51-53页 |
| 第四章 N面极性GaN/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构的理论研究 | 第53-67页 |
| 4.1 引言 | 第53-54页 |
| 4.2 N面极性GaN/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构模型及其理论计算 | 第54-55页 |
| 4.2.1 N面极性GaN/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构模型 | 第54页 |
| 4.2.2 薛定谔方程和泊松方程的自洽数值求解 | 第54-55页 |
| 4.3 非故意掺杂N面极性GaN/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构 | 第55-61页 |
| 4.3.1 GaN帽层厚度t_(top)的影响 | 第55-57页 |
| 4.3.2 AlGaN背势垒层厚度t_(bar)和Al组分x的影响 | 第57-59页 |
| 4.3.3 未掺杂N面极性HEMT中2DEG的来源 | 第59-60页 |
| 4.3.4 Al_xGa_(1-x)N临界厚度及其讨论 | 第60-61页 |
| 4.4 故意掺杂N面极性GaN/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构 | 第61-66页 |
| 4.4.1 Al_xGa_(1-x)N背势垒中n型掺杂浓度N_(bar)的影响 | 第62-64页 |
| 4.4.2 GaN缓冲层中δ掺杂浓度N_(buff)的影响 | 第64-65页 |
| 4.4.3 N面与Ga面极性HEMT的电子限域能力 | 第65-66页 |
| 4.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 蓝宝石衬底上高电阻率GaN缓冲层的外延生长研究 | 第67-81页 |
| 5.1 引言 | 第67页 |
| 5.2 实现高阻GaN材料的一般原理 | 第67-68页 |
| 5.3 Fe掺杂高阻GaN缓冲层的生长研究 | 第68-75页 |
| 5.3.1 Fe掺杂单层GaN外延材料的生长研究 | 第68-69页 |
| 5.3.2 Fe掺杂单层GaN材料的性能表征 | 第69-75页 |
| 5.4 Fe掺杂高阻GaN缓冲层AlGaN/GaN HEMT结构材料生长研究 | 第75-79页 |
| 5.4.1 AlGaN/GaN HEMT结构材料生长 | 第75-76页 |
| 5.4.2 HEMT结构的XRD表征 | 第76-78页 |
| 5.4.3 HEMT结构的AFM测试结果 | 第78页 |
| 5.4.4 HEMT结构的方块电阻 | 第78-79页 |
| 5.4.5 HEMT结构的霍尔测量结果 | 第79页 |
| 5.5 本章小结 | 第79-81页 |
| 第六章 AlGaN/GaN HEMT器件制备工艺与性能分析 | 第81-107页 |
| 6.1 引言 | 第81页 |
| 6.2 AlGaN/GaN HEMT器件结构及工作原理 | 第81-85页 |
| 6.2.1 AlGaN/GaN HEMT器件的结构 | 第81-82页 |
| 6.2.2 AlGaN/GaN HEMT器件的工作原理 | 第82-85页 |
| 6.3 AlGaN/GaN HEMT器件制备工艺 | 第85-99页 |
| 6.3.1 AlGaN/GaN HEMT器件制备的典型工艺流程 | 第85页 |
| 6.3.2 光刻工艺 | 第85-87页 |
| 6.3.3 器件隔离工艺 | 第87-90页 |
| 6.3.4 欧姆接触工艺 | 第90-94页 |
| 6.3.5 肖特基接触制备工艺 | 第94-96页 |
| 6.3.6 高质量钝化层生长工艺 | 第96-97页 |
| 6.3.7 干法刻蚀工艺 | 第97-99页 |
| 6.4 HEMT器件研制及性能分析 | 第99-104页 |
| 6.5 HEMT器件研制总结 | 第104-105页 |
| 6.6 本章小结 | 第105-107页 |
| 第七章 场板对In_xAl_(1-x)N/AlN/GaN HEMT漏极电流退化的影响 | 第107-115页 |
| 7.1 引言 | 第107页 |
| 7.2 In_xAl_(1-x)N/AlN/GaN HEMT器件制备 | 第107-109页 |
| 7.3 电压应力对In_xAl_(1-x)N/AlN/GaN HEMT器件直流特性的影响 | 第109-112页 |
| 7.4 In_xAl_(1-x)N/AlN/GaN HEMT器件电流崩塌模型 | 第112-113页 |
| 7.5 总结 | 第113-115页 |
| 第八章 结论与展望 | 第115-119页 |
| 8.1 本论文的主要研究成果 | 第115-116页 |
| 8.2 对未来工作的展望 | 第116-119页 |
| 参考文献 | 第119-137页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第137-139页 |
| 致谢 | 第139-140页 |
