InAlN-GaNHEMT器件結構設計與模型.pdf

1、功率半導體器件在電源管理、消費電子、電力傳輸?shù)阮I域得到廣泛的應用，對人們的生活產(chǎn)生深遠影響。硅基半導體器件經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其性能幾乎超過其材料的理論極限，然而電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對功率器件的要求越發(fā)嚴苛，尋找高性能的功率半導體材料迫在眉睫。相對于第一代半導體材料硅，化合物半導體材料氮化鎵（GaN）具有禁帶寬、電子飽和速度高、臨界擊穿電場大等優(yōu)點，這賦予了GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）具有開關速度快、導通電阻低、擊穿電壓高等特點。

2、
　　InAlN/GaN異質結在勢壘層In組分為17％時可以實現(xiàn)晶格匹配，有效地增加器件的可靠性，而且 InAlN/GaN異質結由于超強的自發(fā)極化效應可以實現(xiàn)高濃度2DEG，極大地提高器件的電流密度。然而InAlN/GaN HEMT在大范圍應用之前還面臨許多挑戰(zhàn)，比如電流崩塌、泄漏電流的抑制、增強型器件技術，以及晶圓材料質量的提升等。本文的主要內(nèi)容如下：
　　（1）結合相關文獻對GaN異質結的極化效應和GaN HEMT工作機

3、理以及增強型器件的實現(xiàn)方式做了理論分析，對GaN基HEMT的電流崩塌成因、抑制方法進行深入討論?；谧约涸谥锌圃何㈦娮铀吞K州納米所的流片經(jīng)驗和已有資料對GaN HEMT的關鍵工藝方法做了介紹。
　?。?）基于Sentaurus器件仿真平臺對InAlN/GaN HEMT的兩種常用增強型技術凹槽柵結構與負離子注入技術進行仿真研究。分析凹槽深度和負離子注入體密度對器件閾值電壓的影響，并結合能帶結構建立凹槽柵結構InAlN/GaN HE