InAlNAlNGaNNFETs界面缺陷态及肖特基特性研究的开题报告题目：InAlN/AlN/GaNNFETs界面缺陷态及肖特基特性研究一、研究背景和意义氮化镓材料在功率器件、高频器件以及光电器件等领域得到了广泛的应用。其中氮化镓/氮化铝镓异质结场效应晶体管（InAlN/AlN/GaNHFETs）因其优异的电学性能，被认为是未来大功率微波电子器件和微纳光电器件中替代硅及其合金的重要候选材料。在InAlN/AlN/GaNHFETs中，InAlN作为客体层用以改变阱层电子结构，AlN作为绝缘层用以提高栅极电容，GaN作为通道层保障了寄生源电阻的低阻值。然而，InAlN/AlN/GaNHFETs性能的限制主要来自于界面缺陷态和肖特基接触问题。以往的研究表明，氮化镓器件中晶格失配和极性不匹配引起了不可避免的界面缺陷，这些缺陷会导致载流子捕获和散射，影响了器件的性能。此外，InAlN/AlN/GaNHFETs的关键性能指标——源极接触电阻（RC）主要取决于肖特基电池的结构和特性。目前，RC值普遍较高，且存在剧烈的退化以及与工艺参数的强烈耦合性。因此，解决界面缺陷态和肖特基接触问题是InAlN/AlN/GaNHFETs技术研究和工程应用的重要问题。二、研究内容和方案本次研究拟从InAlN/AlN/GaN材料的界面缺陷态和肖特基接触问题出发，结合器件物理模拟和实验研究，探索以下内容：1.使用第一性原理研究接近费米能级的界面缺陷态对InAlN/AlN/GaN的电学性能的影响。2.给出肖特基接触理论模型，分析和解释肖特基接触特性在热态和非热态下的变化规律，并建立RC退化机理模型。3.通过仿真优化，提出优化器件制备工艺的新方法，例如引入插入层或表面处理，以提高器件的电性能和稳定性。实验部分，我们将采用多种分析方法，包括XRD、AFM、XPS、TEM、EDS等，对器件样品的结构和界面进行深入分析。通过I-V和C-V等电学测试，研究界面缺陷态和肖特基接触对器件性能的影响。同时利用多个测试系统检测退化机制和优化措施的有效性。三、研究预期结果预计通过本次研究，能够建立InAlN/AlN/GaNHFETs界面缺陷态和肖特基接触特性的理论模型，探索器件的制备和性能问题，并通过实验验证和仿真优化给出一系列有效的解决方案。四、参考文献1.L.Liu,X.Zhang,andS.-J.Pearton,“High-performanceGaNandrelatedtransistors,”J.Mater.Res.,vol.31,no.12,pp.1749–1772,2016.2.F.Zhang,S.J.Xu,andK.J.Chen,“InterfacedefectsinGaN-basedhigh-electron-mobilitytransistors:Detection,characterization,andimpactondeviceperformance,”Prog.Mater.Sci.,vol.59,no.5,pp.836–913,2014.3.F.Ren,Y.Liu,T.Li,Y.Hao,M.Wu,X.Zheng,X.Qiao,andB.Zhang,“ResearchonthresholdvoltagecontrolinAlN/GaNmetal-insulator-semiconductorhigh-electron-mobilitytransistors,”J.Mater.Chem.C,vol.5,no.48,pp.12621–12629,2017.