GaN hemt aygıtlarda çift katmanlı Si3N4 dielektrik tabakasının elektriksel özellikleri


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Yıldırım DURMUŞ

Danışman: Ceren Tayran

Özet:

GaN HEMT teknolojisi; yüksek elektron hareketliliği, yüksek kırılma gerilimi gibi özellikleri nedeni ile günümüzde yeni nesil yüksek güç ve yüksek frekans uygulamalarında en önde yer almaktadır. Yüksek kırılma gerilimi ve yüksek elektron hareketliliği, AlGaN/GaN malzeme yapısı ve kullanılan pasivasyon tabakası ile sağlanmaktadır. GaN HEMT aygıtlarda epitaksiyel malzeme kaynaklı kusur etkilerini azaltmak ve yüksek elektron hareketliliğini korumak için pasivasyon tabakası çok önemlidir. Yüksek çıkış gücü sağlayabilmek için de iyi bir pasivasyon tabakası gereklidir. Bu tez çalışmasında AlGaN/GaN malzeme yapısına sahip epitaksiyel yapılar büyütülmüş ve bu yapıların karakterizasyonları yapılmıştır. Bu yapılar üzerine fotolitografi, elektron demeti litografisi, metal kaplama, kuru aşındırma ve pasivasyon kaplaması gibi yöntemlerle GaN HEMT aygıtların üretimi yapılmıştır. Üretimde pasivasyon kaplaması için farklı büyütme sıcaklığına ve farklı kalınlığa sahip çift Si3N4 dielektrik tabakası kullanılarak çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmaların GaN HEMT aygıtların elektriksel performansını nasıl etkilediğine bakılmış ve en iyi sonucu veren sıcaklık ve kalınlık değerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma sonucunda; uygun tasarlanan çift Si3N4 dielektrik tabakasının, GaN HEMT aygıtın güç performansını tek Si3N4 dielektrik tabakasına göre oldukça arttırdığı ortaya çıkmıştır.

Anahtar Kelimeler : GaN, AlGaN, HEMT, Si3N4, MOCVD, pasivasyon