GaN薄膜分子束外延制備與肖特基整流器件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

GaN薄膜分子束外延制備與肖特基整流器件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、選題背景隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、5G通信等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高功率、高頻率、高溫度、高可靠性、高效率的電子器件需求不斷增加。由于傳統(tǒng)的材料和工藝已經(jīng)無法滿足這些需求，新型半導(dǎo)體材料和技術(shù)成為了關(guān)鍵。氮化鎵（GaN）是一種具有優(yōu)異性能的新型半導(dǎo)體材料，其具有較大的電子遷移率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱穩(wěn)定性、寬能帶隙、高飽和漂移速度和高電導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)。GaN薄膜外延技術(shù)是制備高質(zhì)量GaN晶體和器件的重要技術(shù)之一。肖特基結(jié)是半導(dǎo)體器件中常用的結(jié)構(gòu)之一，具有低電壓降、高速度、高功率密度等特征。因此，本課題的研究?jī)?nèi)容為GaN薄膜分子束外延制備與肖特基整流器件設(shè)計(jì)，旨在探究GaN薄膜外延工藝技術(shù)及開發(fā)高性能的肖特基整流器件，為半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供新的技術(shù)路線。二、主要研究?jī)?nèi)容及思路（1）GaN薄膜分子束外延制備技術(shù)采用分子束外延技術(shù)制備GaN薄膜，探究生長參數(shù)和工藝條件對(duì)GaN薄膜生長的影響，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的GaN薄膜。主要思路包括：-搭建分子束外延實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備；-系統(tǒng)研究生長參數(shù)和工藝條件對(duì)GaN薄膜生長的影響；-實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的GaN薄膜生長。（2）肖特基整流器件設(shè)計(jì)與制備基于GaN薄膜制備肖特基整流器件，探究電子輸運(yùn)特性與器件性能之間的關(guān)系，提高器件的性能指標(biāo)。主要思路包括：-設(shè)計(jì)肖特基整流器件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)；-制備肖特基整流器件，分析電子輸運(yùn)特性；-優(yōu)化器件性能指標(biāo)，提高整流器件性能。三、研究意義和成果預(yù)期本課題的研究對(duì)于推動(dòng)新型半導(dǎo)體材料和器件的發(fā)展具有重要意義。主要意義和成果預(yù)期如下：-探究GaN薄膜分子束外延制備技術(shù)，提高GaN晶體質(zhì)量，為GaN器件的制備提供技術(shù)支持；-開發(fā)高性能的肖特基整流器件，推動(dòng)半導(dǎo)體器件的性能指標(biāo)提高，為應(yīng)用提供更為豐富的選擇；-提高我國在新型半導(dǎo)體材料和器件方面的研究水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。四、研究方法和技術(shù)路線本課題主要運(yùn)用分子束外延技術(shù)制備GaN薄膜，并設(shè)計(jì)和制備肖特基整流器件。具體方法和技術(shù)路線如下：（1）GaN薄膜分子束外延制備技術(shù)-建立分子束外延實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件；-選擇合適的襯底和生長條件，利用分子束外延技術(shù)制備GaN薄膜；-通過x射線衍射分析、光學(xué)顯微鏡觀察等手段對(duì)GaN薄膜進(jìn)行表征，探究生長參數(shù)和工藝條件對(duì)GaN薄膜生長的影響。（2）肖特基整流器件設(shè)計(jì)與制備-設(shè)計(jì)GaN基的肖特基整流器件，優(yōu)化肖特基結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)；-利用分子束外延技術(shù)制備肖特基結(jié)；-對(duì)肖特基整流器件進(jìn)行器件測(cè)試和電學(xué)特性分析，探究電子輸運(yùn)特性和器件性能之間的關(guān)系。五、論文的結(jié)構(gòu)安排本論文擬按以下順序組織：第一章緒論1.1選題背景和研究意義1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題1.3研究?jī)?nèi)容和思路1.4研究方法和技術(shù)路線1.5論文結(jié)構(gòu)安排第二章GaN薄膜分子束外延制備技術(shù)2.1分子束外延技術(shù)介紹2.2GaN薄膜分子束外延制備方法2.3分析GaN薄膜生長參數(shù)和工藝條件對(duì)生長質(zhì)量的影響第三章肖特基整流器件設(shè)計(jì)3.1肖特基整流器件結(jié)構(gòu)介紹3.2設(shè)計(jì)GaN基肖特基結(jié)3.3優(yōu)化肖特基整流器件結(jié)構(gòu)參數(shù)第四章肖特基整流器件制備和測(cè)試4.1肖特基整流器件制備方法4.2肖特基整流器件測(cè)試和