AlGaN-GaN HEMT耐壓結(jié)構(gòu)設計與特性仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、以GaN為代表的第三代寬禁帶半導體材料,近年來因其優(yōu)良的特性(臨界擊穿電場高、電子飽和速率高、耐高溫、抗輻照)成為研究熱點,在大功率、高頻等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。III-V族氮化合物AlGaN/GaN高遷移率晶體管(High Mobility Electron Transistors, AlGaN/GaN HEMTs)異質(zhì)結(jié)構(gòu)(Heterojunction)因極化效應在不摻雜的情況下產(chǎn)生高濃度的高遷移率二維電子氣(2-DEG),形成導電溝道

2、。盡管AlGaN/GaN HEMT器件發(fā)展迅速,但到目前為止,其擊穿電壓仍然遠低于其理論值。針對這一問題,本文利用Sentaurus TCAD仿真軟件建立相應模型,通過數(shù)值計算仿真,優(yōu)化器件電場分布,降低柵極邊緣的峰值電場,提高器件擊穿電壓。本論文對以下兩個方面進行了研究:
 ?。?)單層柵金屬場板(Gate connected Field Plate)。器件采用柵場板結(jié)構(gòu)后可以改變溝道中的電場分布情況,降低第一峰值電壓,產(chǎn)生第二

3、電場峰值,使柵漏之間的電場分布更加均勻,提高器件的擊穿電壓,從105 V增大到了300 V。
 ?。?)階梯AlGaN勢壘層。根據(jù)溝道2DEG濃度隨AlGaN勢壘層厚度的變化規(guī)律,設計一種帶有階梯AlGaN勢壘層的新型AlGaN/GaN HEMTs器件結(jié)構(gòu),研究階梯長度和高度對器件性能影響,取最優(yōu)值時,擊穿電壓為127.5 V,對器件擊穿電壓提升有一定的幫助。最后加入柵場板,得到的新結(jié)構(gòu),其導通電阻為2.28 m?.cm2,擊穿電

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