毫米波GaNHEMT物理模型研究.pdf

1、作為第三代半導體材料代表的GaN材料，相對來說具有禁帶寬度大、擊穿場強高以及高電子密度和高的電子遷移率等優(yōu)點，因此成為高溫、高頻、微波毫米波領域半導體器件的理想材料。近年來，GaN基高電子遷移率晶體管（HEMTs）在高頻大功率電路中的應用越來越得到人們的肯定并引起科研工作者和半導體公司的廣泛研究。其中，AlGaN/GaN HEMT由于高的擊穿電壓和高的輸出功率密度尤其受到青睞。目前，對微波頻段的GaN HEMT物理模型和器件結構的研究已

2、經很多，但毫米波段的研究報道還比較少。本文主要圍繞毫米波段的AlGaN/GaN HEMT器件物理建模和場板技術展開研究，主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　首先，本文選擇具有代表性的100nm柵長毫米波AlGaN/GaN HEMT器件作為研究對象，建立了完善的物理模型，該模型考慮了器件的表面態(tài)、陷阱和自熱等效應，仿真得到的DC和 RF特性曲線與器件實測結果吻合良好。利用該模型對器件的直流特性、頻率特性、擊穿特性和熱特性等進行了仿真分析。<

3、br>　　其次，分析了器件物理結構參數變化對器件性能的影響，結果表明：柵源距離的增大會大幅降低器件的飽和輸出電流；柵漏距離的增大可以提高器件的擊穿電壓，但同時也會造成器件截止頻率的降低和膝電壓的增大。
　　最后，系統(tǒng)研究了場板技術在毫米波AlGaN/GaN HEMT器件中的應用，分析了柵場板結構、源場板結構和柵源雙場板結構對器件擊穿電壓的提高作用，并對柵場板和源場板結構進行了優(yōu)化設計。當場板長度為0.2μm，距離勢壘層距離為40n