GaN HEMT表面電場(chǎng)模型與反向續(xù)流設(shè)計(jì).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(huì)。Si基功率器件經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)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(duì)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(lái)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(kāi)關(guān)損耗，和耐高溫的特點(diǎn)，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(wèn)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(duì)GaN HEMT作為功率開(kāi)關(guān)器件使用的一些問(wèn)題作了研究，主要包括：
　　1.對(duì)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(duì)常關(guān)型器件與電流崩塌等問(wèn)題進(jìn)行了深入討論?；谥猩酱髮W(xué)化合物半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的工作以及該領(lǐng)域已有的文獻(xiàn)，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(shí)施。
　　2.提出GaN HEMT柵極邊緣表面電場(chǎng)模型。該模型通過(guò)對(duì)GaN HEMT幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行變換，得到一個(gè)利于求解方程的平面，最后利用鏡像電荷對(duì)對(duì)拉普拉斯方程進(jìn)行求解得到耗盡區(qū)電勢(shì)。通過(guò)對(duì)耗盡區(qū)電勢(shì)的處理，本論文得到了 GaN HEMT柵極邊緣表面電場(chǎng)的解析表達(dá)式。本論文利用計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證；利用該模型，本論文分析了GaN HEMT中AlGaN勢(shì)壘層厚度，Al組分，以及漏極電壓對(duì)電場(chǎng)