1. 研究目的与意义
1 研究背景：
高电子迁移率晶体管（highelectron mobility transistor,hemt），也叫做调制掺杂场效应晶体管（modulation-dopedfet，modfet），它属于场效应晶体管，它使用两种具有不通能隙的材料形成异质结，为载流子提供沟道，砷化镓、砷镓铝三元化合物半导体是构成这种器件的可选材料，本文研究的则是氮化镓（gan）基高电子迁移率晶体管。氮化镓（gan）材料具有禁带宽度大（3.4ev）、热导率高（1.3wcm-k）、击穿电压高、饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强、晶格对称性比较低、压电性强等优点。
近年来，随着世界经济的快速发展，资源的消耗速度也变得快速起来。根据各种研究调查表明，我们对电能的有效利用率并不尽如人意，仅有约50%，所以对电能利用率的提高也成为了当今及其具有意义的事情。传统硅基半导体电力电子器件在提高电能转化率方面的性能几乎已经达到了极限，想要继续提高硅基半导体器件性能则需要付出巨大的成本，因此对新型材料电力电子公里器件的研究与发展刻不容缓。以氮化镓为代表的宽禁带Ⅲ族氮化物半导体被认为是制备功率器件最理想的材料之一。
2. 研究内容和预期目标
| 主要研究内容： 1.本课题主要研究通过干法刻蚀形成凹栅结构GaN HEMT器件的结构特点和工作原理，研究通常采用的方法包括反应离子刻蚀(RIE)法、电子回旋共振等离子体（ECR）法、感应耦合等离子体（ICP）法、离子束刻蚀（IBE）法。 2.研究凹栅结构GaN HEMT器件的开态特性、转移特性、输出特性和关态特性等电学性能。 3.研究不同刻蚀深度对器件电学特性的影响，为实现阈值可控、安全可靠的GaNHEMT器件奠定基础。 预期目标： 1.通过调研文献，总结凹栅结构GaN HEMT器件的基本结构以及制作的基本原理 2.了解目前此技术所面临的挑战和未来的技术发展方向。 3.通过C-V测试凹栅结构GaNHEMT的电学特性，研究凹栅刻蚀对器件电学参数的影响，包括阈值电压、关态漏电压、栅漏电压和击穿特性等电学参数。 4.研究不同刻蚀深度对器件性能的影响，总结刻蚀深度对器件电学特性影响的基本规律，探究凹栅结构实现阈值可控的可行性问题。
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3. 研究的方法与步骤
1. 通过各种参考文献了解干法刻蚀所形成的凹珊结构GaN HEMT器件的结构特点以及工作原理，对比RIE、ECR、ICP等几种GaN干法刻蚀特点。
2. 通过调研文献，总结此技术所面临的挑战以及未来研究的发展方向。
采用肖特基C-V测试来研究不同刻蚀条件下的GaN异质结载流子分布和耗尽电压的变化在固定频率为1MHz下进行C-V测试。通过改变刻蚀深度来进行对比，C-V耗尽电压的测试结果也对应了不同槽深度的GaN HEMT的阈值电压。当C-V的测试电压大于0.5V后，由于肖特基正偏电流的问题，C-V测试结果会出现由于等效模型计算而造成异常，所以仅需测试正偏电压小于0.5V的曲线。4. 参考文献
1. 郝跃，张金凤，张进成, 氮化物宽禁带半导体材料与电子器件[m]. 北京: 科学出版社, 2013.
2. 张亚松. 薄势垒f注入增强型algan/gan hemts的电应力可靠性研究[d]. 2017.
3. binari s c , ikossi k , roussos j a, et al. trapping effects and microwave power performance in algan/ganhemts[j]. ieee trans.electron.devices, 2001, 48(3):465-471.
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； （4）2022.5.01-2022.5.20 总结资料并撰写论文； （5）2022.5.21-2022.6.15 论文修改，答辩。
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