含有InGaN的GaN增強型HEMT與雙極型器件研究.pdf

1、GaN基半導(dǎo)體材料與器件由于具有擊穿場強高、電子遷移率高、電子飽和速度大、耐高溫、抗輻照等優(yōu)點,吸引了越來越多的關(guān)注。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在電子器件方面AlGaN/GaN HEMT結(jié)構(gòu)在高頻率、大功率、高電壓等方面已經(jīng)取得了極其出色的結(jié)果。為了進一步拓展GaN基材料的獨特優(yōu)勢,除了微波功率器件外,應(yīng)用于功率開關(guān)領(lǐng)域的增強型GaN HEMT器件以及雙極型GaN器件也開始受到人們的關(guān)注。基于此,本文從GaN基材料體系的極化理論入手,利用InG

2、aN材料表現(xiàn)出來的獨特極化特性,針對多種含InGaN的新型GaN基增強型HEMT和雙極型器件,進行了仿真設(shè)計研究。取得的主要研究成果包括:
　　1、首先針對InGaN帽層的AlGaN/GaN HEMT結(jié)構(gòu),仿真研究了InGaN帽層對AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)能帶的調(diào)制效應(yīng),并對InGaN帽層的In組分和厚度進行了優(yōu)化,設(shè)計出閾值電壓高達2.7V的增強型HEMT器件;
　　2、提出了一種InGaN填充的凹槽柵AlGaN/GaN

3、HEMT增強型器件結(jié)構(gòu),通過仿真研究與凹槽深度優(yōu)化,設(shè)計出閾值電壓1.3V、具有更高柵控特性的增強型HEMT器件;
　　3、針對n+-GaN/p-InGaN/n-GaN縱向HBT器件,仿真研究了基區(qū)InGaN層In組分對器件特性的影響,發(fā)現(xiàn)從發(fā)射結(jié)到集電結(jié)In組分正向緩變的InGaN基區(qū)結(jié)構(gòu)具有更高的電流放大能力,同時采用一種緩變的發(fā)射結(jié)能夠顯著提高電流放大能力;
　　4、提出了一種2DEG/p-InGaN/2DEG的橫向G