GaN基上制备TiO2介质薄膜及其应用研究

GaN基高迁移率晶体管凭借优良的材料特性已成为新一代微波大功率器件的发展方向。为进一步提高器件的性能指标，须采用具有高介电常数的氧化物作为绝缘栅层。TiO2因其具有高介电常数和优异的电子学性能而备受关注。TiO2薄膜作为绝缘介质层，可减少电容器的体积，使大规模集成电路的集成度大幅度增加。本课题提出在GaN基衬底上制备TiO2薄膜，使TiO2新颖的电学特能与GaN基器件应用有机结合，制备出新型的高效电子学器件。本研究重点围绕TiO2薄膜的生长工艺和TiO2/GaN异质结的界面特征等关键技术开展工作，探索薄膜结构对GaN基半导体器件电学性能的影响，其研究成果具有重要的社会经济和学术意义。相关研究可望产生独有的专利技术和高水平的研究论文，为研制光电器件提供新的技术手段。

为实现器件的集成度和微型化，降低栅极泄漏电流已成为GaN基器件亟待解决的关键问题之一，它关系到器件的稳定性和低频噪声性能。因此，在GaN基上生长高介电常数、晶格匹配的绝缘氧化物薄膜作为栅极介质材料，能有效提高器件电学性能和应用可靠性。TiO2因具有高介电常数和优异的电子学性能而备受关注。本项目深入研究实现GaN基底上外延生长TiO2薄膜的物理机制，项目的研究将为探索高性能氧化物介电薄膜材料的实际应用提供新方法和理论基础。.（1）激光分子束外延方法在GaN（0001）基底上制备金红石相TiO2薄膜及其性能研究；.（2）热处理对TiO2薄膜微观结构及光学性能的影响研究；.（3）TiO2薄膜透射电镜退火原位观察；.（4）银纳米颗粒阵列的制备及其理论模拟计算。