本文選題：太赫茲　切入點(diǎn)：高電子遷移率晶體管　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：太赫茲(Terahertz,1THz=1012Hz)波通常指頻率在0.1THz~10THz(波長為3mm~30μm)范圍內(nèi)的電磁輻射。太赫茲波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置,因而具有極重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和獨(dú)特優(yōu)越的特性,太赫茲無線通信作為太赫茲最重要的應(yīng)用方向之一,目前受到了世界各國的重視。而作為太赫茲通信系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的核心技術(shù)之一,太赫茲波動(dòng)態(tài)功能器件如太赫茲開關(guān)、調(diào)制器、濾波器等,如今成為太赫茲技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。近年來,隨著半導(dǎo)體材料與技術(shù)的發(fā)展,高電子遷移率晶體管(HEMT)展現(xiàn)出的卓越表現(xiàn),為太赫茲波動(dòng)態(tài)器件的實(shí)現(xiàn)提供了新的思路。HEMT是一種利用存在于調(diào)制參雜異質(zhì)結(jié)中的二維電子氣(2-DEG)來進(jìn)行工作的新型場(chǎng)效應(yīng)晶體管,它的出現(xiàn)為太赫茲快速響應(yīng)動(dòng)態(tài)器件提供了新的發(fā)展思路。第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN不僅具有寬的^/隙(導(dǎo)致大功率輸出),而且還具有熱導(dǎo)率大、電子飽和速率高(導(dǎo)致了短的運(yùn)輸時(shí)間)、擊穿場(chǎng)強(qiáng)大及熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。因此在制備高速動(dòng)態(tài)功能器件中,基于GaN材料的HEMT具有很大的優(yōu)勢(shì)。本論文主要的研究內(nèi)容和所得成果如下:1、研究AlGaN/GaN HEMT器件制備的關(guān)鍵工藝對(duì)器件系能的影響,并在優(yōu)化工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)器件進(jìn)行制備研究。簡單介紹了光刻、ICP刻蝕隔離有源區(qū)工藝,其次詳細(xì)研究了表面處理、退火條件以及金屬組分對(duì)AlGaN/GaN HEMT源漏電極歐姆接觸的影響,研究得出獲得Ti/Al/Ni/Au歐姆接觸電極的最佳條件。最終設(shè)計(jì)器件版圖,結(jié)合工藝優(yōu)化后參數(shù)對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件進(jìn)行了制備,測(cè)試得到性能良好的AlGaN/GaN HEMT。2、分析基于metamaterials太赫茲動(dòng)態(tài)器件的設(shè)計(jì)方法,利用電磁仿真軟件CST對(duì)兩種metamaterials單元結(jié)構(gòu)的電磁特性進(jìn)行了分析與研究。3、將HEMT與metamaterials相結(jié)合,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模擬仿真、優(yōu)化論證設(shè)計(jì)出基于HEMT的metamaterials太赫茲調(diào)制器單元結(jié)構(gòu)。并將其運(yùn)用微細(xì)加工的方法進(jìn)行制備,測(cè)試得到該調(diào)制器對(duì)所設(shè)計(jì)頻點(diǎn)附近的太赫茲波具有快速調(diào)制作用,證實(shí)了結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性以及所采用的制備方法和工藝參數(shù)的可靠性。本論文中所涉及到的器件制備都是在中科院蘇州納米所獨(dú)立完成。
[Abstract]:THz Terahertzt 1THzn 1012Hz) wave usually refers to electromagnetic radiation in the frequency range of 0.1THzn 10THz1 (wavelength 3mm-1 30 渭 m). Terahertzian wave occupies a very special position in the electromagnetic spectrum and therefore has extremely important academic value and unique superior characteristics. As one of the most important applications of terahertz, terahertz wireless communication has been paid more and more attention all over the world. As one of the most important core technologies in terahertz communication system, terahertz wave dynamic functional devices such as terahertz switch. Modulators, filters, and so on, have become the focus of research in terahertz technology. In recent years, with the development of semiconductor materials and technologies, HEMTs have shown remarkable performance. HEMT is a new type of field-effect transistor which uses 2-DEG (2-DEG), which exists in the modulated heterojunction, to work. The appearance of THz provides a new way of development for terahertz fast response dynamic devices. The third generation wide band gap semiconductor GaN not only has wide ^ / gap (leading to high power output, but also has high thermal conductivity). High electron saturation rate (resulting in short transport time, strong breakdown field and good thermal stability, etc.). HEMT based on GaN material has great advantages. The main contents and results of this thesis are as follows: 1. The influence of the key technology of AlGaN/GaN HEMT device fabrication on the device system energy is studied. On the basis of optimizing the process parameters, the fabrication of the device is studied. The process of lithographic etching and isolating active region is briefly introduced. Secondly, the effects of surface treatment, annealing conditions and metal composition on the ohmic contact of AlGaN/GaN HEMT source leakage electrode are studied in detail. The optimal conditions for obtaining Ti/Al/Ni/Au ohmic contact electrode are obtained. Finally, the layout of the device is designed, and the AlGaN/GaN HEMT device is fabricated with optimized process parameters. The good performance AlGaN/GaN HEMT.2is obtained. The design method based on metamaterials terahertz dynamic device is analyzed. The electromagnetic characteristics of two kinds of metamaterials cell structures are analyzed and studied by using electromagnetic simulation software CST. The HEMT and metamaterials are combined and simulated by structural design. The cell structure of metamaterials THz modulator based on HEMT is optimized and fabricated by micromachining. The results show that the modulator can modulate the terahertz wave near the designed frequency point quickly. The accuracy of the structure and the reliability of the preparation methods and process parameters were confirmed. The fabrication of the devices involved in this paper was carried out independently in Suzhou Nano-Institute of Chinese Academy of Sciences.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386;O441.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李旭;;魔力太赫茲 神奇“先鋒隊(duì)”——訪首都師范大學(xué)太赫茲波譜與成像實(shí)驗(yàn)室[J];中國發(fā)明與專利;2012年04期

2 ;第六屆超快現(xiàn)象與太赫茲波國際研討會(huì)[J];科技導(dǎo)報(bào);2012年14期

3 Bradley Ferguson,張希成;太赫茲科學(xué)與技術(shù)研究回顧[J];物理;2003年05期

4 張蕾,徐新龍,汪力,李福利;太赫茲射線成像的進(jìn)展概況[J];首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

5 周澤魁;張同軍;張光新;;太赫茲波科學(xué)與技術(shù)[J];自動(dòng)化儀表;2006年03期

6 李玉林;陳華;汪力;彭慰先;;太赫茲波的產(chǎn)生、傳播和探測(cè)[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2006年03期

7 江世亮;邱德青;王禹;;太赫茲:又一場(chǎng)“前沿革命”——該技術(shù)“空白領(lǐng)域”漸成熱門,將極大地改變?nèi)祟惿頪J];世界科學(xué);2006年10期

8 戴建明;謝旭;張希成;;利用空氣來探測(cè)脈沖太赫茲波[J];物理;2007年03期

9 王琳;陳鶴鳴;;太赫茲輻射源與波導(dǎo)耦合研究新進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2007年04期

10 張剛;;淺談太赫茲波技術(shù)及其應(yīng)用[J];科技廣場(chǎng);2007年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張存林;牧凱軍;;太赫茲波譜與成像[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文集[C];2009年

2 張敏;權(quán)潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產(chǎn)品分布檢測(cè)中的應(yīng)用[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

3 戴厚梅;劉勁松;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程的研究進(jìn)展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2011年

4 李喜來;徐軍;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫茲波軍事應(yīng)用研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 張存林;趙國忠;沈京玲;張巖;;太赫茲波譜與成像[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

7 范文慧;;太赫茲波譜成像技術(shù)與應(yīng)用[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

8 趙國忠;梁衛(wèi)華;張存林;楊國楨;;太赫茲波傳播特性及成像研究[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

9 郭瀾濤;牧凱軍;左劍;張振偉;張存林;;爆炸物的太赫茲超寬帶光譜研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測(cè)技術(shù)在安全領(lǐng)域的研究進(jìn)展[A];第二屆全國危險(xiǎn)物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 袁志勇;張巖：借太赫茲波“穿墻透視”[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

2 本報(bào)記者　江世亮 邱德青 實(shí)習(xí)生 王禹;太赫茲：又一場(chǎng)“前沿革命”[N];文匯報(bào);2006年

3 記者 任海軍;有設(shè)備會(huì)“透視”可“分辨”爆炸物[N];新華每日電訊;2010年

4 常麗君;太赫茲脈沖可提高砷化鎵電子密度[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 本報(bào)記者　 繆琴;神奇“太赫茲”改變你生活[N];成都日?qǐng)?bào);2006年

6 常麗君;科學(xué)家開發(fā)出石墨烯太赫茲設(shè)備樣機(jī)[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

7 ;英“遠(yuǎn)程透視眼”能看穿衣服,但不看“隱私”[N];新華每日電訊;2008年

8 實(shí)習(xí)記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內(nèi)首臺(tái)太赫茲安檢儀發(fā)布[N];中國航空?qǐng)?bào);2014年

9 劉霞;集成太赫茲收發(fā)器在美問世[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

10 本報(bào)記者 侯鐵中;太赫茲研究的中國高度[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王偉濤;新型太赫茲參量源研究[D];山東大學(xué);2015年

2 張彪;太赫茲雷達(dá)成像算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 黃海漩;基于二元光學(xué)矢量理論的太赫茲亞波長功能器件研究[D];深圳大學(xué);2015年

4 李輝;基于連續(xù)太赫茲波檢測(cè)人體呼吸運(yùn)動(dòng)的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

5 谷建強(qiáng);太赫茲奇異介質(zhì)研究[D];天津大學(xué);2010年

6 王昌雷;太赫茲波操控技術(shù)與器件研究[D];天津大學(xué);2010年

7 王新柯;太赫茲實(shí)時(shí)成像中關(guān)鍵技術(shù)的研究與改進(jìn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 杜海偉;激光等離子體產(chǎn)生太赫茲波輻射研究[D];上海交通大學(xué);2012年

9 李夢(mèng)月;高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的研究[D];南京大學(xué);2013年

10 褚政;太赫茲脈沖調(diào)制熒光現(xiàn)象研究[D];華中科技大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬欣然;木材的太赫茲波光譜特性及參數(shù)提取算法研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 唐關(guān)琦;大能量納秒太赫茲參量源研究[D];山東大學(xué);2015年

3 李進(jìn);基于太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的水蒸汽傳輸特性研究[D];西南科技大學(xué);2015年

4 王磊;亞波長金屬微結(jié)構(gòu)對(duì)太赫茲波偏振調(diào)制作用的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 吳三統(tǒng);基于單片集成二極管技術(shù)的太赫茲倍頻鏈路研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 孫振龍;太赫茲快速成像系統(tǒng)的研究[D];南京大學(xué);2014年

7 樊霖;太赫茲探測(cè)器讀出電路設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

8 謝佳林;基于鉭酸鋰晶體的熱釋電太赫茲探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

9 孫琳琳;太赫茲波段基于HEMT人工微結(jié)構(gòu)的制備與基礎(chǔ)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

10 丁杰;基于表面微結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收層研究[D];電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1556327