GaN基電子器件的漏電流機理與頻率散射特性研究的開題報告

GaN基電子器件的漏電流機理與頻率散射特性研究的開題報告一、研究背景氮化鎵(GalliumNitride,GaN)作為一種新型的寬禁帶半導體材料，因其較高的擊穿電場強度、高載流子遷移率等優(yōu)異的電學特性，成為了功率電子器件領域的研究熱點。近年來，GaN基電子器件已發(fā)展出多種類型，例如晶體管、二極管、Schottky二極管等，且已在高速電路、通信系統(tǒng)和電力轉換等領域得到了廣泛應用。其中，GaN基Schottky二極管因其低開啟電壓、快速開關速度和高頻特性等，被視為高性能功率電子器件的候選之一。然而，GaN基Schottky二極管存在一個常見問題即漏電流較大，這不僅會消耗器件本身的功耗，還會影響電路的工作性能。經(jīng)過多次實驗和研究發(fā)現(xiàn)，漏電流機理主要與材料表面缺陷和雜質等構成有關，但其確切的機理并未完全清晰。此外，漏電流隨著頻率的增加也會出現(xiàn)明顯的散射特性，若不進行合理的補償和控制，可能會導致電路輸出功率的降低。因此，深入研究GaN基Schottky二極管的漏電流機理及其頻率散射特性，對于設計優(yōu)化高性能GaN基功率電子器件或者提高其電路功率密度具有十分重要的作用。二、研究內容和技術路線1.研究內容本文擬通過實驗和理論分析，深入研究GaN基Schottky二極管的漏電流機理及其頻率散射特性。具體內容包括：（1）尋找或發(fā)展GaN基Schottky二極管樣品，并對其電學特性進行測試和分析，包括I-V特性、頻率響應特性等；（2）分析漏電流隨著結溫、偏置電壓等參數(shù)變化的規(guī)律，并通過摻雜、表面處理等方法減小其大??；（3）探究導致漏電流的主要機理，例如表面缺陷、雜質等，并建立合理的模型進行仿真和分析；（4）通過實驗和仿真，研究漏電流隨著頻率增加的散射特性，并探討其機理。2.技術路線（1）樣品的制備：采用化學氣相沉積(CVD)法或分子束外延(MBE)方法制備GaN基Schottky二極管樣品，進行表面處理和摻雜工藝，優(yōu)化其結構和電學性能；（2）電學測試和數(shù)據(jù)分析：使用特定的電學測試系統(tǒng)對樣品的I-V特性、頻率響應等進行測試，對測試結果進行數(shù)據(jù)處理和分析，得出漏電流隨著結溫、偏置電壓等變化的規(guī)律；（3）材料測量和模擬：運用紅外光譜、X射線光電子能譜等技術對材料表面缺陷和雜質等進行測量和分析，并通過有限元仿真等方法建立對應的模型，探究漏電流的機理；（4）高頻測試和分析：采用網(wǎng)絡分析儀、正弦波發(fā)生器等儀器測試樣品的頻率響應和散射特性，對結果進行分析和對比，分析散射特性的機理。三、預期目標和意義通過研究GaN基Schottky二極管的漏電流機理及其頻率散射特性，預計能夠達到以下目標：(1)掌握GaN基Schottky二極管的漏電流特性，研究其機理，為提高器件性能提供理論支持；(2)研究GaN基功率電子器件高頻特性，開展研究工作的前沿和方向；(3)為GaAs等其他寬禁帶半導體的研究提供更加深刻和廣泛的