基于場板和LDD技術(shù)的AlGaN-GaN HEMT器件特性研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的Si、Ge和GaAs等材料相比，GaN材料因具有擊穿電場高、電子遷移率大、導(dǎo)熱性能良好和抗輻照等特點，成為近期功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的研究熱點之一。利用AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)制作的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管（AlGaN/GaN HEMT）同時具有良好的耐壓特性、頻率特性以及導(dǎo)通特性，因此成為微波功率器件的重點發(fā)展方向。但就目前的GaN基HEMT而言，其擊穿電壓都遠(yuǎn)低于材料的理論極限，尚有較大的提升空間。
　　本文建

2、立了一個柵漏間距為5μm的AlGaN/GaN HEMT器件的二維模型，在該模型的基礎(chǔ)上分別加入了場板結(jié)構(gòu)和LDD結(jié)構(gòu)，通過仿真分析的方法，研究了兩種結(jié)構(gòu)對器件電場分布和擊穿電壓的影響。
　　論文首先分析了柵場板結(jié)構(gòu)對AlGaN/GaN HEMT器件中載流子、電勢和電場分布的影響，研究了柵場板結(jié)構(gòu)提高器件擊穿電壓的機理。隨后研究了階梯場板和復(fù)合浮空場板兩種結(jié)構(gòu)，指出這兩種結(jié)構(gòu)彌補了Γ型柵場板僅能引入一個峰值的不足，并對場板長度、場板

3、間距和鈍化層厚度等參數(shù)進行了仿真優(yōu)化，結(jié)果表明可將擊穿電壓從660V提高823V。論文還研究了LDD結(jié)構(gòu)對器件閾值電壓的影響，指出在柵極下方引入的固定負(fù)電荷可以屏蔽異質(zhì)結(jié)界面處的正極化電荷，從而抑制二維電子氣的產(chǎn)生，使器件在零偏壓時處于關(guān)斷狀態(tài)，形成增強型器件。在LDD結(jié)構(gòu)對器件擊穿電壓的影響方面，研究表明當(dāng)器件承受高電壓時，負(fù)電荷區(qū)的作用類似與柵場板，其邊緣處會形成新的電場峰值，改善了電場分布，從而達到提高擊穿電場的目的。論文最后通過