GaN HEMT表面電場模型與反向續(xù)流設(shè)計.pdf

1、功率半導(dǎo)體器件在工業(yè)控制、電力傳輸、電源管理等方方面面影響著人類社會。Si基功率器件經(jīng)過半個多世紀發(fā)展，性能已經(jīng)趨近于理論極限，而現(xiàn)代電子系統(tǒng)對具有更高性能的功率半導(dǎo)體的要求從未止步。采用新型的半導(dǎo)體材料來提升功率器件的性能已經(jīng)刻不容緩?；贕aN半導(dǎo)體的HEMT具有耐高壓，低導(dǎo)通損耗，低開關(guān)損耗，和耐高溫的特點，因此成為了最具前景的下一代功率器件。
　　然而在GaN HEMT大規(guī)模商業(yè)化之前，還有一系列問題有待解決，包括閾值電壓

2、的控制，電流崩塌，漏電流的抑制，以及高質(zhì)量材料的制備。本論文針對GaN HEMT作為功率開關(guān)器件使用的一些問題作了研究，主要包括：
　　1.對基于非極化半導(dǎo)體材料的GaAs HEMT與基于極化半導(dǎo)體材料的GaN HEMT的器件物理做了理論分析，并對常關(guān)型器件與電流崩塌等問題進行了深入討論?；谥猩酱髮W(xué)化合物半導(dǎo)體實驗室的工作以及該領(lǐng)域已有的文獻，本論文還介紹了GaN HEMT的工藝方法，包括外延材料的制備，器件隔離，歐姆接觸與肖特

3、基接觸的形成，以及器件鈍化的實施。
　　2.提出GaN HEMT柵極邊緣表面電場模型。該模型通過對GaN HEMT幾何結(jié)構(gòu)進行變換，得到一個利于求解方程的平面，最后利用鏡像電荷對對拉普拉斯方程進行求解得到耗盡區(qū)電勢。通過對耗盡區(qū)電勢的處理，本論文得到了 GaN HEMT柵極邊緣表面電場的解析表達式。本論文利用計算機數(shù)值計算對模型進行了驗證；利用該模型，本論文分析了GaN HEMT中AlGaN勢壘層厚度，Al組分，以及漏極電壓對電場