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dc.contributor.author柯建宏
dc.contributor.author莊英敏
dc.contributor.author張晉榮
dc.contributor.author陳東昇
dc.contributor.author廖宜璉
dc.date108學年度第一學期
dc.date.accessioned2020-05-05T06:04:52Z
dc.date.accessioned2021-09-23T06:22:22Z-
dc.date.available2020-05-05T06:04:52Z
dc.date.available2021-09-23T06:22:22Z-
dc.date.issued2020-05-05T06:04:52Z
dc.date.submitted2020-05-05
dc.identifier.otherD0589092、D0442601、D0545773、D0790680、D0789720
dc.identifier.urihttp://dspace.fcu.edu.tw/handle/2377/31950-
dc.description.abstract本專題旨在藉由超音波霧化熱裂解法研製具有氧化鋁閘極介電層之氮化銦鋁/氮化鋁/氮化鎵金屬-氧化物-半導體結構異質結構場效電晶體,使用高k值閘極介電層改善閘極絕緣能力與獲致鈍化表面缺陷效果,以提升元件工作性能以及提升元件崩潰特性。 為提供相關特性比較,本研究同時研製具有傳統蕭特基閘極平面結構、具有氧化鋁閘極介電層結構之氮化銦鋁/氮化鋁/氮化鎵金屬異質結構場效電晶體,所獲致之直流特性分別為:最大汲極-源極電流密度 IDS,max(544.2 mA/mm、810.4 mA/mm),無閘極偏壓飽和電流密度IDSS0(291.1 mA/mm、331.3 mA/mm),最大外質轉導gm,max( 221.2 mS/mm、180.4 mS/mm),閘極漏電流Ig(1.4×10-2 mA/mm、1.1×10-6 mA/mm),閘極-汲極關閉狀態崩潰電壓BVGD(-126 V、-185.5 V),功率轉換效益P.A.E.(16.5%、26.3% V)。實驗結果顯示本研究所研製具有氧化鋁閘極介電層之氮化銦鋁/氮化鋁/氮化鎵金屬-氧化物-半導體結構異質結構場效電晶體,能有效改善元件直流特性,以及具有高k值閘極介電層改善閘極絕緣能力與獲致鈍化表面缺陷效果可提升元件的崩潰特性,此外,本篇專題亦有使用紫外線檢測技術研究光電特性。
dc.description.abstractUltraviolet (UV) detection and electrical characteristics of In0.17Al0.83N/AlN/GaN metal–oxide–semiconductor heterostructure field-effect transistors (MOS-HFETs) with Al2O3 gate-dielectric and passivation formed by using ultrasonic spray pyrolysis deposition (USPD) are studied with respect to a conventional Schottky-gate HFET. Due to the enhanced gate control, the DC characteristic of device has been effectively improved. Depositing the high-k aluminum dioxide as a gate-dielectric layer, the gate leakage reduced by gate insulation and surface passivation. Providing the comparison of the characteristics, In this thesis, Schottky-HFET, Al2O3-MOS-HFET, have been achieved, including maximum drain-source saturation current density (IDS, max) of 544.2 mA/mm, 810.4 mA/mm, , drain-source current density at VGS = 0 V (IDSS0) of 291.1 mA/mm, 331.3 mA/mm, maximum extrinsic transconductance (gm, max) of 212.2 mS/mm, 180.4 mS/mm, gate leakage current (Ig) at VGS = -10 V of sample A and sample B were 1.4×10-2 mA/mm, 1.1×10-6 mA/mm, two-terminal off-state gate-drain breakdown voltage (BVGD) of -126 V, -185.5 V, and power-added efficiency (P.A.E.) of 16.5%,26.3% at 2.4 GHz, respectively, at 300 K. From the experiment results, the superior performance of Al2O3 metal-oxide-semiconductor HFETs (MOS-HFET) can be effectively improve DC characteristics by USPD technique, not only decrease leakage current but increase breakdown voltage of device.
dc.description.tableofcontents目錄 目錄 3 圖片目錄 5 表格目錄 9 第一章 介紹 10 第二章 InAlN/AlN/GaN異質結構 14 2-1 InAlN/AlN/GaN異質結構 14 第三章 元件結構和製造程序 16 3-1 元件結構 16 3-1-1 高臺絕緣 16 3-1-2 源極和汲極歐姆接觸 17 3-1-3 閘極蕭特基接觸 18 3-2 超音波霧化熱裂解(USPD) 19 第四章 實驗結果與討論 20 4-1 材料分析 20 4-1-1 X射線光電子能譜儀(XPS) 20 4-1-2 穿透式電子顯微鏡(TEM) 21 4-1-3 X射線能量散佈分析儀(EDS) 21 4-2 室溫下的直流特性 22 4-2-1 電流-電壓特性 22 4-2-2 轉換特性 22 4-2-3 閘極-汲極關閉狀態崩潰電壓(BVGD)特性 23 4-2-4 三端關閉狀態崩潰電壓(BVoff)特性 23 4-3 直流變溫特性 25 4-3-1 輸出變溫特性 25 4-3-2 崩潰電壓變溫特性 26 4-4 電容-電壓特性 27 4-4-1 遲滯現象 28 4-4-2 界面狀態密度(Dit) 28 4-5 微波特性 29 4-5-1 截止頻率(fT)以及 最大震盪頻率(fmax)特性 29 4-5-2 功率特性 31 4-5-3 高頻雜訊特性 32 4-5-4 低頻雜訊特性 33 4-5-5 脈衝模式之特性 33 4-6 光響應特性 34 第五章 結論 37 參考文獻 38
dc.format.extent73p.
dc.language.isozh
dc.rightsopenbrowse
dc.subject超音波霧化熱裂解
dc.subject氧化鋁
dc.subject氮化銦鋁/氮化鋁/氮化鎵
dc.subject紫外線檢測
dc.subjectUSPD
dc.subjectAluminium oxide
dc.subjectInAlN/AlN/GaN
dc.subjectUltraviolet detection
dc.title氮化銦鋁/氮化鋁/氮化鎵金屬-氧化物-半導體異質結構場效電晶體之光電特性研究
dc.title.alternativePhotoelectric characteristics of Al2O3-Dieletric In0.17Al0.83N/AlN/GaN MOS-HFETs
dc.typeUndergraReport
dc.description.course化合物半導體元件
dc.contributor.department電子工程學系, 資訊電機學院
dc.description.instructor李景松
dc.description.programme電子工程學系, 資訊電機學院
分類:資電108學年度

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