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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳宏維
研究生(外文):Hong-Wei Chen
論文名稱:N型氮化鎵MOS元件之製作與研究
論文名稱(外文):The study and fabrication of n-type GaN MOS device
指導教授:李清庭
指導教授(外文):Ching-Ting Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:英文
論文頁數:97
中文關鍵詞:氮化鎵氧化鎵
外文關鍵詞:GaNGa2O3
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論文摘要
近年來,具寬直接能隙之Ⅲ-Ⅴ族半導體如氮化鎵因具有優良之光、電特性而越來越受到重視,由於氮化鎵具備半導體材料當中鍵結最強的離子性,一般而言難以用傳統的方法進行蝕刻及氧化之製程,本篇論文主要利用光電化學(photoelectrochemistry,PEC)之技術針對N型氮化鎵表面進行氧化,並對其氧化層Ga2O3之特性進行研究,期望能製作一高品質之氧化層並達到元件製作之各項要求。第一章主要敘述研究之背景及動機,第二章中介紹以PEC方式對氮化鎵進行氧化的原理,並量測照光強度與外加偏壓大小對氧化速率的影響,而第三章中先利用X光光電子能譜(XPS)與能量散射光譜儀(EDX)對氧化層組成進行分析,確定組成後利用掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)與穿透式電子顯微鏡(TEM)對氧化鎵表面進行觀測,此外也對氧化層進行300℃,500℃,700℃,900℃不同溫度熱處理,並對熱處理後之氧化層特性作一分析比較,第四章中實際製作MOS二極體,並量測其電壓-電流與電壓-電容特性,此外也對氧化鎵中載子的傳導機制與氧化鎵/氮化鎵界面之界面態密度作一探討,第五章則對論文內容做一結論及檢討。
GaN has attracted much attention because of its application prospects in short-wavelength optoelectronics and high power/high temperature electronics. It is well known that compound semiconductor based metal-oxide-semiconductor (MOS) device is paved with difficulties, because of distinct interface properties compare to the former semiconductor Si/SiO2/metal system.In our study, we find several shortcoming of Ga2O3 and this will make the GaN MOSFET fabrication become more difficult and affect device characteristics.
目錄
論文摘要.................................I
目錄....................................II
圖目....................................IV
表目....................................VII
第一章 緒論..............................1
1-1背景及研究動機........................1
1-2研究目的..............................2
第二章 氮化鎵氧化原理及相關量測..........5
2-1前言..................................5
2-2氮化鎵氧化之原理......................7
2-3實驗架構..............................8
2-4實驗內容與相關量測...................10
第三章 氧化鎵特性之量測.................13
3-1氧化層組成分析.......................13
3-2氧化鎵表面量測.......................15
3-3氧化鎵經熱處理後之特性...............18
第四章 N型氮化鎵MOS二極體之製作及特性分析.....22
4-1 MOS二極體基本原理.........................22
4-2 氮化鎵MOS元件目前研究現況.................28
4-3實驗內容與元件製作.........................30
4-4 電壓-電流與電壓-電容特性量測..............33
第五章 結論...................................44
參考文獻......................................46
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