Epitaxy of Nitride Field Effect Transistor and Protein Sensor on Silicon(I)

由於矽具有低價﹑大面積﹑高導熱性﹑高整合性﹑及製程技術成熟等特性﹐利用矽作為氮化物微波元件或感測元件之基板具有明顯的優點。然而由於氮化物與矽基板之間的熱膨脹係數及晶格常數差異過大﹐且其介面之缺陷濃度極高﹐要利用矽基板來製作這一類的元件有其技術上的瓶頸。在過去的這幾年中﹐我們致力於研究如何在矽基板上製作高性能的氮化物發光二極體﹐目前已獲得不錯的成效﹐因之﹐架構在現有的基礎上﹐我們希望可以將此技術拓展至氮化物微波元件與生物感測元件。要達成如此的目標﹐我們規劃本子計畫之研究重點在磊晶方面﹐其步驟為﹕(1)成長適當之成核層及緩衝層﹐以期於其上能製作高性能之場效電晶體。(2)調整氮化鋁鎵/氮化鎵異質結構之磊晶條件﹐以提高介面二維電子氣之載子遷移率及濃度。(3)檢視子計畫二(高電子遷移率電晶體計畫)及子計畫三(金氧半場效電晶體蛋白質感測器)之研究結果﹐據以調整磊晶條件及結構。重覆以上之三步驟﹐以逐步改善磊晶品質。因之﹐於本計畫結束時﹐我們預期能達到如下之成果﹕(1)於矽基板上成長高品質氮化物﹐其品質與於藍寶石基板上相當。(2)氮化鋁鎵/氮化鎵介面之二維電子氣載子遷移率能達最高值﹐即1600cm2/Vs 以上﹐且其載子濃度高於1013cm2。(3)於矽基板上完成品質達商規之氮化物高電子遷移率電晶體之磊晶片。(4)於矽基板上獲得高品質之金氧半氮化物電晶體磊晶片﹐可製作蛋白質檢測元件。(5)徹底瞭解於矽基板上所成長異質接面之壓電效應﹐包含氮化鋁鎵/氮化鎵間及氮化物/矽基板間之壓電效應。

Project ID:PB9508-4030
External Project ID:NSC95-2221-E182-059