Abstract
HEMT（高電子遷移率場效電晶體）元件由於快速，在數位和類比電路上均有很大的應用潛力。而DH－HEMT更提供高功率、高閘極掃瞄範圍的特性，在線路設計上，更具應用性。本研究將對如何從設計、製造到分析DH－HEMT，做一徹底瞭解。並得到一良好的元件結構，以獲得較高的互導和減少並行傳導。在三五族半導體內，因電子的等效質量很小，電子遷移率很高，適合高速元件製做。砷化鎵砷化鋁為傳統晶格匹配之材料，在此選為高速異質接面結構元件的對象。HEMT元件的基本原理如下：因電子由摻雜質的AlGaAs層解離出至不摻雜質的GaAs層的似三角形位能井內，形成二維電子雲（2DEG），其間有一層不摻雜質的AlGaAs為間隔層（SPACER），致使電子受雜質的散射效應減小而大幅提高電子的遷移率。而DH－HEMT，則是在GaAs上、下方各有摻雜質的AlGaAs提供電子，使得GaAs內上、下方各形成二維電子雲，而形成上、下兩個電子通道，可受閘極電壓控制其開闢。由薛丁格方程式和波松方程式自我相容求解的一維數值模擬程式，設計出雙異質接面高電子遷移率場效電晶體的結構規格。使用砷化（GaAs）和砷化鋁（AlGaAs）為材料，以分子束磊晶（MBE ）成長元件材料。發展一系列製程，包含高地蝕刻、歐姆接觸，選擇性蝕刻、低地蝕刻和蕭基能障形成。以４微米製程而言，元件的直流物特性極佳，最大互導為１００mS╱mm。實驗結果和我們所用的解析模式相合。顯示出當閘極 18長度縮小時，它會有非常優越的特性。雖然慘雜濃度高達３．８×１０，閘極的崩潰電壓為４．５V ，理想因子為１．４８輸出電導在閘極電壓為０．８V 時，低至０．５mS、互導在閘極電壓從－１V 到０．８V 時未衰減，證明並行傳導被減至最小。