GaN基凹槽柵MIS-HEMT器件的研制及可靠性分析.pdf

1、近些年來，隨著無線通信的迅速發(fā)展，無線通信系統(tǒng)對微波功率放大器的要求進一步提高。基于AlGaN/GaN異質結的HEMT器件越來越受到普遍的重視。伴隨著工藝技術的提高，AlGaN/GaN基HEMT器件的性能得到了很大的提升，但依然有許多問題沒有得到解決，其中器件柵泄漏電流較大的問題較為突出。為解決該問題，人們采用了MIS結構柵來代替?zhèn)鹘y(tǒng)MES結構柵取得了不錯的效果，但由于介質層的引入會導致器件柵控能力的下降，通過選擇更高介電常數(shù)（high

2、-k）介質的方法往往無法取得預想的效果，因此針對上述問題，本文提出采用新型凹槽柵結構來彌補跨導損失的想法，制備了凹槽柵MIS-HEMT器件，取得了不錯的效果。
　　本論文首先使用 Silvaco仿真軟件對凹槽柵 MIS-HEMT器件進行了仿真，通過與常規(guī)MIS-HEMT器件的比較，從理論上得出了凹槽柵型MIS-HEMT器件能夠提高跨導，不會對柵電流產(chǎn)生較大影響的結論。并對器件在開關態(tài)應力下的電場進行了仿真，為之后可靠性分析提供了一

3、定的理論基礎。之后詳細闡述了本次實驗制備Al2O3介質凹槽柵MIS-HEMT器件的流片過程，并根據(jù)PCM報告結果，對器件工藝進行了評估。
　　其次對器件特性進行了表征，本次實驗制備的凹槽深度為1.59nm的凹槽柵MIS-HEMT器件比常規(guī)MIS-HEMT器件柵電容高出8.9％，器件最大跨導高出8.8%，最大輸出電流達到1443mA/mm；柵電流方面，凹槽柵 MIS-HEMT器件反向柵電流比常規(guī) HEMT器件低兩個數(shù)量級，正向柵電流