論文摘要 近年來，具寬直接能隙之Ⅲ-Ⅴ族半導體如氮化鎵因具有優良之光、電特性而越來越受到重視，由於氮化鎵具備半導體材料當中鍵結最強的離子性，一般而言難以用傳統的方法進行蝕刻及氧化之製程，本篇論文主要利用光電化學(photoelectrochemistry,PEC)之技術針對N型氮化鎵表面進行氧化，並對其氧化層Ga2O3之特性進行研究，期望能製作一高品質之氧化層並達到元件製作之各項要求。第一章主要敘述研究之背景及動機，第二章中介紹以PEC方式對氮化鎵進行氧化的原理，並量測照光強度與外加偏壓大小對氧化速率的影響，而第三章中先利用X光光電子能譜(XPS)與能量散射光譜儀(EDX)對氧化層組成進行分析，確定組成後利用掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)與穿透式電子顯微鏡(TEM)對氧化鎵表面進行觀測，此外也對氧化層進行300℃，500℃，700℃，900℃不同溫度熱處理，並對熱處理後之氧化層特性作一分析比較，第四章中實際製作MOS二極體，並量測其電壓-電流與電壓-電容特性，此外也對氧化鎵中載子的傳導機制與氧化鎵/氮化鎵界面之界面態密度作一探討，第五章則對論文內容做一結論及檢討。 GaN has attracted much attention because of its application prospects in short-wavelength optoelectronics and high power/high temperature electronics. It is well known that compound semiconductor based metal-oxide-semiconductor (MOS) device is paved with difficulties, because of distinct interface properties compare to the former semiconductor Si/SiO2/metal system.In our study, we find several shortcoming of Ga2O3 and this will make the GaN MOSFET fabrication become more difficult and affect device characteristics.
