氮化鎵（GaN）由于優(yōu)異的材料特性使得其在高功率、高壓電力電子領(lǐng)域內(nèi)有著巨大的應用前景,因此受到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。近年來,隨著大尺寸GaN體單晶生長技術(shù)的突破,為利用GaN襯底同質(zhì)外延制備GaN功率器件提供了可能,大大促進了GaN垂直型功率器件的發(fā)展。相比于異質(zhì)襯底的平面型器件,垂直型器件更容易在更小的尺寸下實現(xiàn)更大的功率、更好的熱擴散以及更高的穩(wěn)定性。同時,垂直型GaN肖特基二極管由于具有低開啟電壓和快速開關(guān)性能,可廣泛應用于高功率電子電路中。但現(xiàn)階段的垂直型GaN肖特基二極管的性能仍存在諸多不足如在反向偏壓下漏電流較大,反向擊穿電壓離理論值較遠等。這說明垂直型GaN肖特基二極管的發(fā)展仍不成熟,無論是從材料生長方面還是器件工藝方面都亟待進一步的提升。目前,制備高性能的垂直型GaN肖特基二極管具有以下五大主要挑戰(zhàn):制備高品質(zhì)肖特基接觸;設計終端保護結(jié)構(gòu);生長高質(zhì)量低摻同質(zhì)外延厚膜;生長高質(zhì)量GaN體單晶襯底以及制備高可靠性低電阻率歐姆接觸。本論文便是圍繞上述GaN垂直型肖特基二極管所面臨的其中幾項挑戰(zhàn)展開了研究,具體工作如下:1.對利用氫化物氣相外延法（HVPE）同質(zhì)外延生長的GaN薄... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Si、SiC和GaN功率器件的應用范圍Figure1.1TheapplicationofSi、SiCandGaNpowerdevices

垂直型肖特基二極管特性研究厚度通常僅能外延幾微米，而垂直型器件可至幾十到幾百件相比于平面型器件存在如下優(yōu)勢：(1)更容易實現(xiàn)小尺寸電壓，因為垂直型器件具有更少的電場集中效應，可將峰(3)更大的電流密度；(4)更高的熱穩(wěn)定性[11]。因此，業(yè)界有潛力應用于今后高壓(>600V)、大電流(>100A)的多種和再生能源等）[12]。圖 1.3 總結(jié)了垂直型 GaN 器件與平率器件和 Si 功率器件的性能比較�？梢姡怪毙� GaN 器了 GaN 平面型器件，且逼近于 GaN 的理論極限。因此，成熟，近年來 GaN 器件結(jié)構(gòu)逐漸由平面型轉(zhuǎn)向垂直型并3-17]。

近年來 GaN 器件結(jié)構(gòu)逐漸由平面型轉(zhuǎn)向垂直型并-17]。圖 1.2 近年來報道的垂直型 GaN 器件概覽及分類[9]Figure 1.2 Overview of vertical GaN power devices


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