AlGaN-GaN HEMT熱特性研究.pdf

1、得益于異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，AlGaN/GaN HEMT成為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ纳漕l、微波器件之一。因其大電流增益、高截止頻率、強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力、低相位噪聲以及大功率密度等優(yōu)點(diǎn)，AlGaN/GaNHEMT在高溫、大功率、高頻、光電子、抗輻射等商用領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。但是，當(dāng)HEMT器件工作于大功率、高溫環(huán)境時(shí)，耗散功率會(huì)引起導(dǎo)電溝道區(qū)域溫度升高，產(chǎn)生顯著自加熱效應(yīng)，引起附加功率效率和電流輸出能力降低，進(jìn)而引起器件射頻、微波性能的退化，嚴(yán)重自加熱

2、效應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致器件功能失效。因此，建立起AlGaN/GaN HEMT二維熱模型，將有助于深入了解大功率器件的發(fā)熱、散熱機(jī)理，更好地對(duì)AlGaN/GaN HEMT進(jìn)行熱管理，進(jìn)而能夠有效地指導(dǎo)器件設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化。
　　 本文的工作重點(diǎn)是基于TCAD軟件對(duì)AlGaN/GaN HEMT功率器件進(jìn)行二維建模，并在此基礎(chǔ)詳細(xì)討論了單指結(jié)構(gòu)和多叉指結(jié)構(gòu)器件的熱形貌分布，提出了對(duì)大功率器件進(jìn)行熱管理的思想和方法。
　　 首先，本文簡要介

3、紹了GaN材料特性，AlGaN/GaN HEMT基本理論和工作原理，著重闡述由極化效應(yīng)引起的存在于AlGaN/GaN界面的高面密度二維電子氣及其對(duì)器件性能的影響。
　　 其次，選擇適合AlGaN/GaN HEMT的電學(xué)、熱學(xué)物理模型，并對(duì)模型進(jìn)行逐一討論。在討論熱導(dǎo)率、熱阻抗模型的基礎(chǔ)上，引入了熱管理概念。闡述了熱管理對(duì)高功率器件的重要性和必要性。
　　 最后，借助商用TCAD軟件對(duì)AlGaN/GaN HEMT進(jìn)行數(shù)值分