帶柵場(chǎng)板和新型漏場(chǎng)板的AlGaN-GaN HEMT器件耐壓特性研究.pdf

1、GaN材料是典型的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，在高壓、高功率領(lǐng)域有廣闊前景。AlGaN/GaN HEMT與Si基器件相比，具有更高的電子遷移率、更高的擊穿電場(chǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)，在功率電子器件領(lǐng)域已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)之一。
　　近年來(lái)，關(guān)于耐壓型AlGaN/GaN HEMT的研究很多，也取得了很多成果，但即使到目前為止，AlGaN/GaN HEMT器件的最大擊穿電壓距離其理論極限值仍然有很大差距。為進(jìn)一步提高AlGaN/GaN HEMT的耐壓特性

2、，本文基于Synopsys公司的Sentaurus TCAD仿真軟件，建立了AlGaN/GaN HEMT器件模型，通過(guò)求解二維泊松方程，獲得了其表面電場(chǎng)和體內(nèi)電場(chǎng)分布。在此基礎(chǔ)上，研究了緩沖層引入不同能級(jí)受主陷阱后AlGaN/GaN HEMT的泄漏電流，結(jié)果表明引入深能級(jí)受主陷阱才可以有效降低緩沖層泄漏電流，單純引入淺能級(jí)受主陷阱無(wú)法實(shí)現(xiàn)此目的。之后研究了緩沖層引入不同濃度受主陷阱后AlGaN/GaN HEMT的泄漏電流，結(jié)果表明，只有

3、引入受主陷阱的濃度超過(guò)緩沖層施主態(tài)雜質(zhì)濃度時(shí)，泄漏電流才可以得到有效抑制。論文還分析了AlGaN/GaN HEMT溝道電場(chǎng)峰值的產(chǎn)生原因，研究了場(chǎng)板技術(shù)對(duì)溝道電場(chǎng)分布的調(diào)制作用，并針對(duì)對(duì)3μm柵漏間距的柵場(chǎng)板和間斷型漏場(chǎng)板復(fù)合結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN HEMT進(jìn)行了仿真優(yōu)化，確定了擊穿電壓和場(chǎng)板參數(shù)之間的關(guān)系。優(yōu)化后的柵場(chǎng)板和間斷型漏場(chǎng)板復(fù)合結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN HEMT的最大擊穿電壓可以達(dá)到650V。論文最后仿真研究了引入受主陷阱和復(fù)