AlGaN-GaN HEMT開關(guān)功率器件及模型研究.pdf

1、寬禁帶材料 GaN作為第三代半導(dǎo)體,某些電學(xué)性能較 Si材料更優(yōu)?；贏lGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的高電子遷移率晶體管(HEMT)能夠適應(yīng)高溫、高壓、高頻、大功率應(yīng)用條件,是理想的新型功率半導(dǎo)體器件。但是作為功率器件的AlGaN/GaN HEMT仍有一些問題亟待解決,如提高器件耐壓以及實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型器件等。本文針對(duì)其中的一些問題做了探索與研究,主要內(nèi)容為:
　　1.結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)于耗盡型AlGaN/GaN HEMT器件主要工藝流程進(jìn)行介

2、紹并確定流片實(shí)驗(yàn)工藝步驟,主要包括歐姆接觸、器件隔離、肖特基接觸、金屬走線、鈍化介質(zhì)層、場(chǎng)板金屬與加厚金屬。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)器件版圖并進(jìn)行流片實(shí)驗(yàn)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)器件轉(zhuǎn)移特性、輸出特性和耐壓特性進(jìn)行分析,特別是柵源間距和柵漏間距變化對(duì)器件電學(xué)特性的影響。在柵源間距為1.5μm時(shí),器件的漏極飽和電流最大值達(dá)到730mA/mm,擊穿電壓大于100V。
　　2.通過計(jì)算機(jī)仿真模擬分別對(duì)AlGaN/GaN HEMT的兩種常用增強(qiáng)型器件實(shí)現(xiàn)

3、方案:槽柵結(jié)構(gòu)與柵極負(fù)電荷離子注入進(jìn)行研究,分析了器件轉(zhuǎn)移特性隨槽深與負(fù)電荷體密度的變化規(guī)律。建立一種增強(qiáng)型AlGaN/GaN HEMT閾值電壓模型。該模型通過研究平衡態(tài)時(shí)柵極能帶結(jié)構(gòu),并增加表面態(tài)電荷對(duì)于閾值電壓的影響,得出增強(qiáng)型器件閾值電壓解析式。槽深為20nm時(shí),器件閾值電壓仿真結(jié)果為0.87V,模型計(jì)算結(jié)果為0.58V;負(fù)電荷體密度為1.05×1019cm-3時(shí),器件閾值電壓仿真結(jié)果為1.95V,模型計(jì)算結(jié)果為1.99V。模型與