Si基GaN HEMT功率電子器件研制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、GaN半導體材料具有禁帶寬度寬、臨界擊穿場強大、電子飽和漂移速度高以及AlGaN/GaN異質結所具有的優(yōu)異的載流子輸運特性等特點,在功率電子器件方面具有獨特的優(yōu)勢,是下一代功率電子器件的優(yōu)選材料。而Si基GaN材料既能發(fā)揮GaN材料優(yōu)異的物理特性,又能兼顧Si材料大尺寸、低成本、工藝成熟等優(yōu)點,因此成為新型功率電子器件的研究熱點。
  本文針對Si基GaN功率電子器件的研制,做了如下工作:
  (1)使用Silvaco AT

2、LAS仿真軟件對所研制的Si基GaN功率電子器件進行仿真設計;(2)研究并流片驗證了Si基GaN HEMT功率電子器件的制作工藝;(3)對所研制的Si基GaN HEMT功率電子器件進行了測試分析。
  主要研究結果如下:
  (1)場板結構是影響GaN功率電子器件擊穿電壓的重要因素,研究了柵漏間距Lgd與擊穿電壓、漏極電流的關系。
  (2)通過干法刻蝕結合原子力顯微鏡(AFM)進行深度測量,得到了nm級精度的勢壘層減

3、薄條件。通過勢壘層減薄可以獲得增強型的GaN HEMT器件,形成增強型的AlGaN勢壘層厚度約為3nm。在勢壘層減薄的基礎上,高Al組分的Ti/Al金屬在低溫(<600℃)的條件下能夠與GaN實現(xiàn)低接觸電阻、高表面形貌的歐姆接觸,對實現(xiàn)高可靠的Si基GaN HEMT功率電子器件具有重要意義。
  (3)研制了常規(guī)耗盡型和“MIS+勢壘層減薄”結構的Si基GaN功率電子器件,并測試了所制備器件的性能。實現(xiàn)了擊穿電壓>800V的耗盡型

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