功率AlGaN-GaN HEMT緩沖層設(shè)計(jì)和耐壓新結(jié)構(gòu).pdf

1、GaN材料是近20年來(lái)發(fā)展非常迅速的第三代半導(dǎo)體材料。GaN材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場(chǎng)高、飽和速度大、導(dǎo)熱性好、耐高溫以及耐腐蝕等優(yōu)良的電學(xué)性能而被認(rèn)為其適合應(yīng)用在高頻、大功率場(chǎng)合。
　　AlGaN/GaN HEMT器件是以GaN材料為基礎(chǔ)的一種異質(zhì)結(jié)器件，由于GaN材料和AlGaN材料自身的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，使AlGaN/GaN HEMT器件即使在不摻雜的情況下也會(huì)有高濃度的2DEG。與Si基器件和GaAs基器件相比

2、較，AlGaN/GaN HEMT器件具有很高的功率密度。
　　盡管AlGaN/GaN HEMT器件具有以上許多優(yōu)點(diǎn)，但到目前為止，其擊穿電壓仍然遠(yuǎn)低于其理論值，針對(duì)這種情況，本論文對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　?。?）基于RESURF理論，對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件的RESURF技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)隨著柵漏間距增加，緩沖層中 p型雜質(zhì)濃度略有增加，否則器件擊穿電壓在Lgd>20μm后將趨于飽和。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的AlG

3、aN/GaN HEMT器件擊穿電壓一直保持1.6 MV/cm的斜率增長(zhǎng)，當(dāng)柵漏間距達(dá)到80μm時(shí)，器件擊穿電壓也沒(méi)有飽和。對(duì)比經(jīng)過(guò)優(yōu)化和未經(jīng)過(guò)優(yōu)化的AlGaN/GaN HEMT器件的擊穿電壓和導(dǎo)通電阻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Lgd=80μm時(shí)，擊穿電壓增加了5倍，而導(dǎo)通電阻僅增加9.1％。
　?。?）對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件的一些新結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的研究，包括在緩沖層中引入縱向 pn結(jié)，柵極右端的溝道中摻入 P+區(qū)域以及勢(shì)壘層中引入 Su