硅基GaN功率MISFET新結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、由于GaN能和AlGaN等多元合金形成異質(zhì)結(jié)并在異質(zhì)結(jié)界面形成高遷移率的二維電子氣（2DEG）且具有高禁帶寬度，所以第三代半導(dǎo)體GaN異質(zhì)結(jié)器件在高功率、高頻應(yīng)用中具有極大優(yōu)勢而受到了廣泛研究。為了更好地兼容傳統(tǒng)硅器件工藝平臺而降低成本，硅基氮化鎵（GaN-on-Si）增強(qiáng)型AlGaN/GaN功率金屬絕緣層半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MISFET）是目前研究的重點(diǎn)。為了解決傳統(tǒng)增強(qiáng)型器件過度依賴精確度不高的干法刻蝕工藝這一問題，本文圍繞設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2、、構(gòu)造模型、仿真優(yōu)化三個方面對硅基GaN功率MISFET新結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析傳統(tǒng)增強(qiáng)型AlGaN/GaN功率MISFET實(shí)現(xiàn)方法，對利用凹槽柵、p帽層、F離子處理等實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型性能的手段進(jìn)行討論，針對一種解決了批量生產(chǎn)閾值穩(wěn)定性差、亞閾區(qū)斜率過高等問題且避免了使用難以激活的 p型材料的新型柵調(diào)制金屬-二維電子氣隧穿器件進(jìn)行了細(xì)致分析。⑵為了解決傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)器件的缺陷，以及進(jìn)一步地優(yōu)化柵調(diào)制隧穿器件性能，首

3、先，本文提出并詳細(xì)研究了側(cè)槽柵隧穿場效應(yīng)管（SG-TFET）新結(jié)構(gòu)，其次，沿著SG-TFET的思路提出了淺場板集成柵（SFG）技術(shù)與一種配套的高溫快速刻蝕制備工藝，并在此基礎(chǔ)上提出了淺場板集成柵場效應(yīng)管（SFG-FET）、半槽型陽極整流器（SHA-FER）等新結(jié)構(gòu)，另外，通過SFG技術(shù)也提出了一種新型伽馬型陽極肖特基陽極二極管（GA-SBD），實(shí)現(xiàn)了超低開啟電壓與高阻斷特性的結(jié)合。本文通過數(shù)學(xué)物理方法深入分析并細(xì)致仿真了這幾種全新的增強(qiáng)