N型氮化鎵MOS元件之製作與研究

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陳宏維(Hong-Wei Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

N型氮化鎵MOS元件之製作與研究
(The study and fabrication of n-type GaN MOS device)

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摘要(中)

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。

摘要(英)

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.

關鍵字(中)

★ 氧化鎵
★ 氮化鎵

關鍵字(英)

★ Ga2O3
★ GaN

論文目次

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

參考文獻

參考文獻
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指導教授

李清庭(Ching-Ting Lee)

審核日期

2002-7-11

推文