1. 研究目的与意义
1.1 背景：
基于algan/gan的高电子迁移率晶体管（hemt）因其在高压大功率等方面的优势,被大量应用于射频微波等领域，同时由于其耐高温耐高压的特性，使得gan hemts器件受到人们的广泛关注并得到了长足的发展。
目前相当一部分研究只是针对于耗尽型的gan hemt器件，由于algan/gan异质结界面处存在大量的自发与压电极化产生电荷，使得增强型gan hemts器件的研究一直进展缓慢。所谓耗尽型（d-mode）gan hemts器件是指器件的阈值电压为负值，也就是说栅上接足够大的负偏压时, algan/gan异质结界面处的沟道二维电子气（2deg）处于耗尽状态，器件才能被关断。传统的耗尽型gan hemts因为要使用负的开启电压，这在射频微波应用中，使电路结构显得复杂化。如果让增强型和耗尽型ganhemt相结合，可以集成变为直接耦合型场效应晶体管逻辑电路，使电路设计更简单，因此有必要开展增强型gan hemt器件的研究，即让器件的阈值电压由负值变为正值，实际应用中只需要加一个正的偏压就可以使其工作或者夹断。这样做可以消除负偏压的电路设计，减少了电路设计的复杂性和制备的成本，这对于大规模微波射频电路应用来说，有着十分重大的意义。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容：本课题研究gan材料特性，耗尽型与增强型gan hemt器件的基本工作原理，包括增强型器件与耗尽型器件的结构特点、制作方法和应用场景。
关于增强型：首先，制备初始特性良好的f等离子体处理增强型algan/gan hemt，为从理论上深入分析f等离子体处理增强型器件的可靠性奠定了理论和器件基础；其次，通过测试对比增强型与耗尽型器件的电学参数（包括器件的转移特性、输出特性和击穿特性等）和在不同电压和温度条件下的退化，总结出目前耗尽型器件的缺点，实现增强型器件的主要问题，探索增强型器件的退化规律；最后，研究不同增强型耗尽型实现方式对器件性能影响的差异，为实现低漏电、高击穿的gan hemt器件奠定基础。
关于耗尽型：为了实现高可靠性片内全集成高效供电，设计过流限功能的低压差线性稳压器（ldo）；针对耗尽型gan负阈值电压特性，设计片上负输出电压buck-boost（invertingbuck-boost）提供负的栅驱动关断电平；针对耗尽型gan开关机理，基于栅驱动斜率控制（adjustable drive-slopecontrol）技术设计耗尽型gan分段驱动电路；针对上电阶段的系统可靠性，设计级联使能mos（enablemos）保护方案。。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：电容电压法分析algan/gan 异质结构缺陷态
1、电容电压法的测试原理
c-v分析法是半导体表征方法中很普遍的一种，是一种非损伤的，迅速而准确的测试表征方法，并且所测得的c-v曲线可以用来表征半导体器件掺杂浓度的变化，c-v测试的原理是建立在空间电荷区随外加栅压的变化上，下图所示为c-v测试的基本搭配。
4. 参考文献
[1] 杜彦东，韩伟华，颜伟，张严波，熊莹，张仁平，杨富华.增强型algan/ganhemt器件工艺的研究进展.中国科学院半导体研究所半导体集成技术工程研究中心，北京100083
[2] 鲍婕，周德金，陈珍海，等.gan hemt电力电子器件技术研究进展[j].电子与封装，2021，21（2）：020102
[3] 全思.氮化镓基增强型hemt器件与集成电路研究.西安电子科技大学博士学位论文2011.09
5. 计划与进度安排
（1）2022.1.10-2022.3.01 文献调研，图书馆查阅资料，完成开题报告，完成外文资料的翻译；
（2）2022.3.01-2022.4.15实验系统研究hemt器件的电学性能，测试相关电学参数；
（3）2022.4.16-2022.4.30 总结并整理实验数据，进行优化实验；
