Si衬底上MOCVD生长AlN的预铺铝机理研究

介绍了在Si(111)衬底上MOCVD外延生长高质量AlN成核层,系统研究了预铺铝时间对成核层的影响。分别利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率X射线衍射(HRXRD)对AlN层的表面形貌和晶格质量进行表征。实验结果表明,优化的预铺铝时间可以促进AlN成核层生长模式由3D向2D的转变。有效提高了AlN成核层的表面形貌,还可以提高其晶格质量。结合实验现象,根据预铺铝阶段在硅片表面发生的化学反应,提出相应的生长模型,讨论了预铺铝时间和AlN生长模式的关系,在理论上解释了预铺铝时间对AlN成核层生长的影响。

面向高性能GaN基功率电子的器件物理研究

氮化镓(GaN)功率电子器件具有高击穿电压、高工作频率、高电流输出能力以及耐高温等优点,有望成为下一代高效电源管理系统芯片的最佳候选之一.本文从界面态起源、极化能带工程以及可靠性机理等角度分析了GaN基功率电子器件所面临的器件物理挑战,包括栅极阈值不稳定性、高压动态导通电阻退化、高阈值栅技术和栅介质长期可靠性等关键科学问题和技术瓶颈.分析指出(Al)GaN表面的无序氧化可能是GaN基器件表/界面态的主要来源,并有针对性地介绍了界面氮化插入层、极性等离子增强原子层沉积AlN薄膜(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposited AlN,PEALD-AlN)钝化、F离子注入与高温栅槽刻蚀增强型技术,以及低压化学气相沉积SiNx(Low-Pressure Chemical Vapor Deposited SiNx,LPCVD-SiNx)和O3-Al2O3高绝缘栅介质等提高GaN基增强型器件性能的新型工艺技术.系统分析了国际有关高性能GaN功率电子器件研究的最新进展,及未来面临的机遇和挑战.