功率AlGaN-GaN HEMT緩沖層設(shè)計和耐壓新結(jié)構(gòu).pdf

1、GaN材料是近20年來發(fā)展非常迅速的第三代半導(dǎo)體材料。GaN材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場高、飽和速度大、導(dǎo)熱性好、耐高溫以及耐腐蝕等優(yōu)良的電學(xué)性能而被認為其適合應(yīng)用在高頻、大功率場合。
　　AlGaN/GaN HEMT器件是以GaN材料為基礎(chǔ)的一種異質(zhì)結(jié)器件，由于GaN材料和AlGaN材料自身的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，使AlGaN/GaN HEMT器件即使在不摻雜的情況下也會有高濃度的2DEG。與Si基器件和GaAs基器件相比

2、較，AlGaN/GaN HEMT器件具有很高的功率密度。
　　盡管AlGaN/GaN HEMT器件具有以上許多優(yōu)點，但到目前為止，其擊穿電壓仍然遠低于其理論值，針對這種情況，本論文對以下幾個方面進行了研究：
　?。?）基于RESURF理論，對AlGaN/GaN HEMT器件的RESURF技術(shù)進行了詳細的研究，發(fā)現(xiàn)隨著柵漏間距增加，緩沖層中 p型雜質(zhì)濃度略有增加，否則器件擊穿電壓在Lgd>20μm后將趨于飽和。經(jīng)過優(yōu)化的AlG

3、aN/GaN HEMT器件擊穿電壓一直保持1.6 MV/cm的斜率增長，當柵漏間距達到80μm時，器件擊穿電壓也沒有飽和。對比經(jīng)過優(yōu)化和未經(jīng)過優(yōu)化的AlGaN/GaN HEMT器件的擊穿電壓和導(dǎo)通電阻發(fā)現(xiàn)，當Lgd=80μm時，擊穿電壓增加了5倍，而導(dǎo)通電阻僅增加9.1％。
　　（2）對AlGaN/GaN HEMT器件的一些新結(jié)構(gòu)進行了細致的研究，包括在緩沖層中引入縱向 pn結(jié)，柵極右端的溝道中摻入 P+區(qū)域以及勢壘層中引入 Su