1. 研究目的与意义
1.1背景
21世纪以来，生态保护成为了困扰人类的一大难题，从而使得高效节能、清洁环保成为世界各国关注的新热点，就半导体领域而言，极大地促进了电力电子器件(功率器件)的发展。由于功率半导体技术已经快速发展了多年,利用Si半导体材料所制备的器件几乎已经到达了其物理极限，越来越无法满足整个产业对功率器件的工作温度、工作频率、阻断电压、转换效率等各方面的性能要求。为了达到人们对功率器件日益增长的性能需求，找到一种新的半导体材料来替代Si材料已是大势所趋，目前的最佳选择是第三代半导体材料碳化硅(SiC) 和氮化镓(GaN),二者具有各自不同的应用领域，SiC 主要应用于600 V以上的高耐压器件，而GaN则主要应用于600 V以下。GaN 作为第三代半导体材料的杰出代表之一，具有的禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和速度大以及导热性好等优异的特性，和Si功率器件不同的是，GaN器件可以大幅提高阻断电压、工作频率、功率密度等。另外，GaN 材料能够耐高温、抗腐蚀。因此，GaN器件在高压、高频、高温、大功率、抗辐射等重要领域享有天然优越性[1-4]。
GaN 材料最大的优势在于能够与 AlGaN 形成异质结。由于极化效应的存在，AlGaN/GaN 异质结在无外加偏置的情况下能在异质结界面处产生面密度高达1013cm-2的二维电子气。因此 AlGaN/GaN HEMT 器件具有极大的饱和电流密度和 RF功率输出能力。GaN基HEMT器件具有击穿电压高、输出功率大、开关速度快、耐高温、抗辐照等优点，在高温高频大功率器件的应用中具有明显的优势。GaN基HEMT器件是现在半导体器件研究领域的一个重要方向，但是其可靠性问题仍旧制约着其大规模的商业应用。传统的 GaN 基 HEMT 器件的栅结构为肖特基结构，表面势垒高度较低，因此会限制器件的功率输出能力，并且能产生明显的栅极关态漏电现象，影响器件的亚阈值特性。此外，AlGaN/GaN 材料体系表面具有较高的表面态密度并且材料体系本身也存在一定的缺陷，而这也是引起栅漏电的重要原因。栅漏电的增大是器件栅特性退化的主要原因，会导致器件的击穿电压、效率、增益等关键性能恶化。为了抑制栅漏电，可以在GaN基HEMT 器件栅电极下方沉积绝缘层，形成金属-绝缘体-半导体（MIS）结构，这样就形成了AlGaN/GaN MIS-HEMT 器件[5]。
2. 研究内容与预期目标
2.1研究内容：
本课题主要研究通过引入栅介质实现GaN MIS-HEMT器件的制作原理以及实现方式。其次，研究通过栅介质的引入对器件电学特性的影响，包括器件的阈值电压、栅漏电、亚阈值特性和击穿特性等。最后，研究不同栅介质类型和厚度对器件电学特性的影响，探究可实际应用的栅介质厚度和种类。
2.2预期目标：
3. 研究方法与步骤
3.1研究方法
通过查阅文献资料学习基本的理论知识，了解GaN基器件的研究现状，了解他人进行了哪些探索，得到了什么结果，还有哪些方面需要深入的研究，然后在他人的研究基础上进行具体的实验分析，得出我们所需要的实验结论。
3.2步骤
4. 参考文献
1.崔兴涛. 凹槽栅型GaN HEMT器件的研制[D].电子科技大学,2019.
2.宋亮. AlGaN/GaN HEMT器件可靠性研究[D].中国科学技术大学,2018.
3.何云龙. 氮化物半导体增强型HEMT器件与实现方法研究[D].西安电子科技大学,2017.
5. 工作计划
（1）2022.01.10-2022.3.01文献调研，图书馆查阅资料，完成开题报告，完成外文资料的翻译；
（2）2022.3.01-2022.4.15实验系统研究HEMT器件的电学性能，测试相关电学参数；
（3）2022.4.16-2022.4.30总结并整理实验数据，进行优化实验；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
