絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)是一種新型光電導(dǎo)開關(guān),該器件結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)寬禁帶光電導(dǎo)功率開關(guān)的暗態(tài)漏電流問題,還保留了光電導(dǎo)開關(guān)開通快、抖動小和頻率高等優(yōu)點,在脈沖功率領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)的制程復(fù)雜,當(dāng)前氮化鎵工藝水平有限,因此本文在調(diào)研當(dāng)前氮化鎵制備工藝水平后,對器件結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化和可行性論證,并對深槽刻蝕等關(guān)鍵工藝工藝進行了深入的研究。本文首先調(diào)研了當(dāng)前國內(nèi)外氮化鎵襯底、外延等工藝發(fā)展水平,根據(jù)實際加工中的工藝參數(shù)局限性對U溝槽絕緣柵型光電導(dǎo)開關(guān)的結(jié)構(gòu)進行了重新設(shè)計,并結(jié)合仿真得出了具有可實施性的參數(shù)結(jié)構(gòu)。其次,c軸自支撐氮化鎵的鎵面上的深槽刻蝕是該器件工藝流程中的難點和重點,因此開展了利用雙層掩膜材料兩次干法刻蝕的工藝實驗研究,實現(xiàn)了超過5μm的刻蝕深度以及良好的刻蝕面粗糙度,刻蝕側(cè)壁陡直度也較為理想。然后,為了降低c軸自支撐氮化鎵鎵面深槽刻蝕加工成本和側(cè)壁粗糙度,提出了一種基于亞帶寬功率激光脈沖對鎵面預(yù)處理的KOH濕法刻蝕方法,并開展實驗研究,驗證了該方法生成六邊形槽的可行性。最后,研究了氮化鎵表面孔暈缺陷附近的拉曼光譜特性,發(fā)現(xiàn)了E2模式和A1(LO)模式拉曼頻率...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1纖鋅礦GaN結(jié)構(gòu)示意圖

第一章緒論31.緒論1.1氮化鎵材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氮化鎵（galliumnitride,GaN）屬于寬禁帶半導(dǎo)體的一種，它具有直接帶隙、耐高溫、耐高壓、電子飽和遷移速率高等優(yōu)點，非常適合用來制備發(fā)光二極管（light-emittingdiode,LED）、激光二極管（laserdi....

圖1-2使用GaN、SiC、Si器件的整機效率對比[29]

藍寶石襯底已經(jīng)獲得了擊穿電壓高達9.7kV的橫向結(jié)構(gòu)GaNSBD器件，不過其正向壓降較高導(dǎo)致?lián)p耗不理想。在市場上，恩智浦、EPC和Avogy等半導(dǎo)體公司都推出了電壓等級在600V的器件，而且生產(chǎn)工藝相當(dāng)成熟。當(dāng)下，隨著高質(zhì)量自支撐GaN襯底的出現(xiàn)，600V~1.2kV水平的GaN....

圖1-3絕緣柵型光電導(dǎo)等效電路及其實現(xiàn)方案[44]

第一章緒論11絕緣PCSS一般工作在線性模式，然而傳統(tǒng)縱向型結(jié)構(gòu)的PCSS隨著直流偏置電壓增大，暗態(tài)漏電流快速增長，這讓PCSS的耐壓能力無法接近寬禁帶材料本征擊穿電場，同時顯著的降低了高壓器件的使用壽命。指導(dǎo)教師西安理工大學(xué)王馨梅教授于2015年提出了一種新的光電導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)：在....

圖2-1不同擬合模型的速度飽和特性比較

第二章U-IGPCSS器件結(jié)構(gòu)設(shè)計15在高電場的情況下，載流子的漂移速度不再和電場強度成比例，而是達到飽和的漂移速度，本文選取的是遷移率模型中的曲線擬合速度飽和遷移率模型，該模型是針對GaN材料的器件進行建模。圖2-1是不同速度飽和遷移率模型的對比，其中Chen.n用于模擬GaN....

本文編號：3963558