氮化镓基垂直型肖特基二极管的微纳加工和研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

近些年来随着科技的发展，硅基的电力电子器件由于受到了材料的限制已经达到了瓶颈，无法满足人们日益提升的需求，因此第三代半导体材料氮化镓进入了人们的视野。gan基半导体材料的研究是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。它具有宽的直接间隙、强的原子键、高的热导率和化学稳定性好等优点，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔前景。并且随着国内晶体生长技术的突破也为制造垂直型gan肖特基二极管奠定了材料基础。

1.2研究目的

2. 研究内容和预期目标

近年来，电源开关、智能手机和新能源汽车等新兴科技产品对功率半导体器件提出了新的要求，而全球能源也处在一个消耗极快的状态，传统的硅基器件已经无法满足人们的需求，因此在节约能源的情况下提升功率的器件性能的要求已经被提出。

本毕业设计将借助于苏州纳维提供的氮化镓基片和研究所提供的超净间设备紫外光刻机、匀胶机、icp-180刻蚀机、电子束蒸发、磁控溅射等微纳加工设备来对设计的肖特基二极管进行微纳加工并且进行后续测试。由氮化镓制造的功率器件理论上将会在器件性能提升的基础上对能源方面进行节约，对全球能源问题的严重化有重要意义。

研究内容：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

首先将传统的硅材料和氮化镓材料进行对比，分析本课题使用氮化镓材料的优势。接着剖析将平面结构和垂直结构的肖特基二极管的差异和优缺点，然后将肖特基二极管和普通的二极管的原理和构造两相对比，阐述为何本文制作一个垂直结构的氮化镓肖特基二极管。

其次来到器件设计部分。最简单的肖特基二极管由衬底和便宜层及阳极金属和阴极金属组成。根据此结构，结合现有的设备设计一套合理切实可行的微纳加工工艺流程，并且根据理论可能出现的缺陷设计器件的保护结构。

4. 参考文献

[1]flack, t.j.; pushpakaran, b.n.; bayne, s.b. gan technology for power electronic applications: a review. j. electron. mater. 2016.

[2] .2020-11-03.zhang, q.g.; roosmalen, a. more than moore, 1st ed.; springer: berlin/heidelberg, germany, 2009.

[3]zhang, a.p.; jjohnson, w.; luo, b.; ren, f.; pearton, s.j.; park, s.s.; park, y.j.; chyi, j.i. vertical and lateral gan rectififiers on free-standing gan substrates. appl. phys. lett. 2001.

5. 计划与进度安排

2.25--3.28，熟悉课题背景，查阅中英文资料，完成毕设开题。

3.28--4.30，开展课题内容，完成课题的主要实验工作和程序调试。

5.01--5.20，撰写毕设论文初稿并完成中英文翻译。