基于場(chǎng)板和LDD技術(shù)的AlGaN-GaN HEMT器件特性研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的Si、Ge和GaAs等材料相比，GaN材料因具有擊穿電場(chǎng)高、電子遷移率大、導(dǎo)熱性能良好和抗輻照等特點(diǎn)，成為近期功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。利用AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)制作的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管（AlGaN/GaN HEMT）同時(shí)具有良好的耐壓特性、頻率特性以及導(dǎo)通特性，因此成為微波功率器件的重點(diǎn)發(fā)展方向。但就目前的GaN基HEMT而言，其擊穿電壓都遠(yuǎn)低于材料的理論極限，尚有較大的提升空間。
　　本文建

2、立了一個(gè)柵漏間距為5μm的AlGaN/GaN HEMT器件的二維模型，在該模型的基礎(chǔ)上分別加入了場(chǎng)板結(jié)構(gòu)和LDD結(jié)構(gòu)，通過(guò)仿真分析的方法，研究了兩種結(jié)構(gòu)對(duì)器件電場(chǎng)分布和擊穿電壓的影響。
　　論文首先分析了柵場(chǎng)板結(jié)構(gòu)對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件中載流子、電勢(shì)和電場(chǎng)分布的影響，研究了柵場(chǎng)板結(jié)構(gòu)提高器件擊穿電壓的機(jī)理。隨后研究了階梯場(chǎng)板和復(fù)合浮空?qǐng)霭鍍煞N結(jié)構(gòu)，指出這兩種結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)了Γ型柵場(chǎng)板僅能引入一個(gè)峰值的不足，并對(duì)場(chǎng)板長(zhǎng)度、場(chǎng)板

3、間距和鈍化層厚度等參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化，結(jié)果表明可將擊穿電壓從660V提高823V。論文還研究了LDD結(jié)構(gòu)對(duì)器件閾值電壓的影響，指出在柵極下方引入的固定負(fù)電荷可以屏蔽異質(zhì)結(jié)界面處的正極化電荷，從而抑制二維電子氣的產(chǎn)生，使器件在零偏壓時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài)，形成增強(qiáng)型器件。在LDD結(jié)構(gòu)對(duì)器件擊穿電壓的影響方面，研究表明當(dāng)器件承受高電壓時(shí)，負(fù)電荷區(qū)的作用類(lèi)似與柵場(chǎng)板，其邊緣處會(huì)形成新的電場(chǎng)峰值，改善了電場(chǎng)分布，從而達(dá)到提高擊穿電場(chǎng)的目的。論文最后通過(guò)