GaN基HEMT性能研究.pdf

1、氮化鎵（GaN）作為一種典型的第三代寬禁帶半導體材料，具有熱導率高、電子漂移速率高、擊穿場強高、耐腐蝕、耐高溫、化學性質穩(wěn)定等特點，被廣泛應用于高頻、高溫、大功率微波領域。AlGaN/GaN HEMT也就是高電子遷移率晶體管，它是以AlGaN/GaN異質結為結構基礎的氮化鎵基器件。它具有截止頻率高、飽和電流高以及跨導高等優(yōu)越性，能夠適應大功率的工作環(huán)境。
　　本論文主要是利用 SILVACO TCAD軟件中的器件仿真部分 ATLA

2、S來完成AlGaN/GaN HEMT器件的計算機模擬。首先在ATLAS的器件編輯器DevEdit中進行AlGaN/GaN HEMT器件參數(shù)和結構參數(shù)的設置，利用TONYPLOT輸出器件結構和摻雜分布情況，并在此基礎上得到AlGaN/GaN異質結界面的電子濃度以及能帶狀況。結果表明利用ATLAS模擬生成的器件結構和工藝參數(shù)與設計基本符合；其次模擬了零柵偏壓下，漏極電壓分別為0V,5V,10V,15V,20V時AlGaN/GaN界面的電流密

3、度情況，由此可以清楚的看出耗盡區(qū)的產生過程；再次就是利用 ATLAS模擬AlGaN/GaN HEMT的轉移特性、跨導、I-V特性、C-V特性并與已有實驗結果對比，結果表明模擬結果與實驗結果基本相符，進一步驗證了ATLAS模擬仿真AlGaN/GaN HEMT的可行性。
　　本工作的研究核心是利用ATLAS軟件建立AlGaN/GaN HEMT的器件模型，并且改變相關的參數(shù)（柵長、柵漏間距等），來進行AlGaN/GaN HEMT性能的模

4、擬研究。結果表明：減小柵長，有利于增大器件的漏極電流，減小器件的閾值電壓，改善器件的轉移特性和I-V特性；柵漏間距直接影響著器件的等效電阻，在線性區(qū)，柵漏間距越大漏極電流就越小，但柵漏間距不影響閾值電壓和飽和區(qū)電流。最后利用ATLAS模擬了場板結構抑制電流崩塌的情況，分別模擬了有無場板結構時的AlGaN/GaN HEMT的I-V特性曲線以及不同場板長度器件中的電場分布情況，結果表明：隨著場板長度的增加，柵極邊緣的峰值電場強度下降。場板可