AlGaN/GaN HEMT空气桥技术研究

论文摘要

随着AlGaN/GaN HEMT朝着高频、大功率的方向不断发展,采用空气桥实现独立源端或漏端的互连,具有低寄生电容、方便制备、高可靠性等优点,越来越体现出其重要性。本文首先从空气桥的相关理论入手,分析得出一种便于制备、结构强度高的拱形结构空气桥;然后,利用不同性质的光刻胶组成的复合胶结构,通过低温烘烤,很方便的制备出比所涂胶层厚出约60%的拱形牺牲层,该牺牲层对桥下金属有极强的保护作用;接着,再采用无毒电镀液电镀加厚空气桥。试验摸索出电镀经验公式,根据所需金属质量的要求,利用公式能很方便的计算出所需要的电镀条件;最后,利用该空气桥工艺制备AlGaN/GaN HEMT多栅器件,分析其可靠性,发现空气桥的最高工作温度约为500℃。研究发现,主要是电镀过程中加大欧姆接触中Al和Au合金中的Au比例,当Au比例达到一定程度,导致合金熔点的降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 GaN 材料与其异质结的微波优势
• 1.1.1 GaN 材料的介绍
• 1.1.2 AlGaN/GaN 异质结微波功率的优势
• 1.2 AlGaN/GaN 微波器件的研究进展
• 1.2.1 国际上AlGaN/GaN 微波器件的发展历程
• 1.2.2 国际上AlGaN/GaN 微波器件的新进展
• 1.2.3 国内GaN 的研究情况
• 1.3 本文的研究意义以及工作安排
• 1.3.1 本文的研究意义
• 1.3.2 本文的工作安排
• 第二章 空气桥的理论分析
• 2.1 平板电容分析
• 2.1.1 真空平行板电容器
• 2.1.2 均匀电介质平行板电容器
• 2.2 AlGaN/GaN HEMT 截止频率和最高振荡频率
• 2.3 空气桥的受力分析
• 2.3.1 平板结构空气桥受力分析
• 2.3.2 拱形结构空气桥受力分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 拱形空气桥的制作
• 3.1 制作空气桥关键步骤介绍
• 3.1.1 旋涂的光刻胶与光刻
• 3.1.2 起镀层的沉积和电镀
• 3.1.3 腐蚀工艺
• 3.2 改进的空气桥制造方法介绍
• 3.2.1 AlGaN/GaN HEMT 拱形牺牲层的制作
• 3.2.2 AlGaN/GaN HEMT 起镀层的沉积和电镀区域的定义
• 3.2.3 AlGaN/GaN HEMT 的电镀
• 3.2.4 AlGaN/GaN HEMT 掩膜层、起镀层、牺牲层的除去
• 3.3 本章小结
• 第四章 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件的制造与分析
• 4.1 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件的制造
• 4.1.1 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件关键工艺
• 4.1.2 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件的材料参数和工艺流程
• 4.2 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件特性
• 4.2.1 直流特性和频率特性介绍
• 4.2.2 器件特性参数的测量
• 4.3 AlGaN/GaN HEMT 多栅器件空气桥测试与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士期间的研究成果和参加的科研项目