以導電場板改善氮化鎵高功率元件之BFOM優質之研究

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Title:	以導電場板改善氮化鎵高功率元件之BFOM優質之研究
Authors:	顏培仁
Contributors:	電子系
Keywords:	TDK 盃、機器人、資源回收
Date:	2021-10
Issue Date:	2021-11-11 14:47:58 (UTC+8)
Abstract:	GaN材料的研究與應用是全球半導體研究的熱點，被譽為是繼第一代Ge、Si半導體材料、第二代GaAs、InP化合物半導體材料之後的第三代半導體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導率、低的熱產生率、高的擊穿電場，化學穩定性好(幾乎不被任何酸腐蝕)等性質和強的抗輻照能力，是研製高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。GaN較寬的禁帶寬度(3.4eV) 及藍寶石等材料作襯底，散熱性能好，有利於器件在大功率條件下工作。本研究中，利用金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)成長多種不同磊晶晶圓之本質層濃度及厚度於圖形化藍寶石基板(PSSs)上，製作出準垂直式氮化鎵 p-i-n二極體。操作於順向偏壓下，在高階注入時會有電導調變現象而導致有較低的順向串聯電阻，當操作於逆向偏壓時，氮化鎵 p-i-n 二極體的本質層具有耐壓能力，故可以承受較高電壓。吾人在先期實驗中可以發現，【本質層厚度】與【磊晶結構/濃度】在操作順偏時，會影響順向電壓以及特徵導通電阻。在相同的元件結構與製程方法下，為了提高元件逆向偏壓特性，改進前輩曾用過之邊緣終結方法的高台型雛型結構，找尋可以減少蝕刻缺陷的製造方法與結構，以及【本質層厚度】與【磊晶結構/濃度】之較佳組合，來降低漏電流與提高崩潰電壓，並以【金屬場板結構】達到低的特徵導通電阻與超過800V的崩潰電壓，而得到顯著巴利加值 (Baliga’s Figure of Merit,BFOM) 的提升。
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