AlGaN-GaN HEMT開關功率器件及模型研究.pdf

1、寬禁帶材料 GaN作為第三代半導體,某些電學性能較 Si材料更優(yōu)?；贏lGaN/GaN異質(zhì)結的高電子遷移率晶體管(HEMT)能夠適應高溫、高壓、高頻、大功率應用條件,是理想的新型功率半導體器件。但是作為功率器件的AlGaN/GaN HEMT仍有一些問題亟待解決,如提高器件耐壓以及實現(xiàn)增強型器件等。本文針對其中的一些問題做了探索與研究,主要內(nèi)容為:
　　1.結合相關文獻,對于耗盡型AlGaN/GaN HEMT器件主要工藝流程進行介

2、紹并確定流片實驗工藝步驟,主要包括歐姆接觸、器件隔離、肖特基接觸、金屬走線、鈍化介質(zhì)層、場板金屬與加厚金屬。根據(jù)工藝設計器件版圖并進行流片實驗。依據(jù)實驗測試結果對器件轉移特性、輸出特性和耐壓特性進行分析,特別是柵源間距和柵漏間距變化對器件電學特性的影響。在柵源間距為1.5μm時,器件的漏極飽和電流最大值達到730mA/mm,擊穿電壓大于100V。
　　2.通過計算機仿真模擬分別對AlGaN/GaN HEMT的兩種常用增強型器件實現(xiàn)

3、方案:槽柵結構與柵極負電荷離子注入進行研究,分析了器件轉移特性隨槽深與負電荷體密度的變化規(guī)律。建立一種增強型AlGaN/GaN HEMT閾值電壓模型。該模型通過研究平衡態(tài)時柵極能帶結構,并增加表面態(tài)電荷對于閾值電壓的影響,得出增強型器件閾值電壓解析式。槽深為20nm時,器件閾值電壓仿真結果為0.87V,模型計算結果為0.58V;負電荷體密度為1.05×1019cm-3時,器件閾值電壓仿真結果為1.95V,模型計算結果為1.99V。模型與