InAlN-GaNHEMT器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模型.pdf

1、功率半導(dǎo)體器件在電源管理、消費(fèi)電子、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)人們的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。硅基半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，其性能幾乎超過(guò)其材料的理論極限，然而電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)功率器件的要求越發(fā)嚴(yán)苛，尋找高性能的功率半導(dǎo)體材料迫在眉睫。相對(duì)于第一代半導(dǎo)體材料硅，化合物半導(dǎo)體材料氮化鎵（GaN）具有禁帶寬、電子飽和速度高、臨界擊穿電場(chǎng)大等優(yōu)點(diǎn)，這賦予了GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）具有開(kāi)關(guān)速度快、導(dǎo)通電阻低、擊穿電壓高等特點(diǎn)。

2、
　　InAlN/GaN異質(zhì)結(jié)在勢(shì)壘層In組分為17％時(shí)可以實(shí)現(xiàn)晶格匹配，有效地增加器件的可靠性，而且 InAlN/GaN異質(zhì)結(jié)由于超強(qiáng)的自發(fā)極化效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)高濃度2DEG，極大地提高器件的電流密度。然而InAlN/GaN HEMT在大范圍應(yīng)用之前還面臨許多挑戰(zhàn)，比如電流崩塌、泄漏電流的抑制、增強(qiáng)型器件技術(shù)，以及晶圓材料質(zhì)量的提升等。本文的主要內(nèi)容如下：
　?。?）結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)GaN異質(zhì)結(jié)的極化效應(yīng)和GaN HEMT工作機(jī)

3、理以及增強(qiáng)型器件的實(shí)現(xiàn)方式做了理論分析，對(duì)GaN基HEMT的電流崩塌成因、抑制方法進(jìn)行深入討論?；谧约涸谥锌圃何㈦娮铀吞K州納米所的流片經(jīng)驗(yàn)和已有資料對(duì)GaN HEMT的關(guān)鍵工藝方法做了介紹。
　?。?）基于Sentaurus器件仿真平臺(tái)對(duì)InAlN/GaN HEMT的兩種常用增強(qiáng)型技術(shù)凹槽柵結(jié)構(gòu)與負(fù)離子注入技術(shù)進(jìn)行仿真研究。分析凹槽深度和負(fù)離子注入體密度對(duì)器件閾值電壓的影響，并結(jié)合能帶結(jié)構(gòu)建立凹槽柵結(jié)構(gòu)InAlN/GaN HE