GaN基微波功率器件与耐压新结构研究
[Abstract]:Due to its excellent material characteristics such as wide band gap, high critical breakdown electric field and high drift velocity of saturated electrons, GaN based devices have become a hot research area in the field of voltage and microwave. In order to solve the problem of electric field agglomeration near the gate drain side of GaN devices and increase its breakdown voltage, a novel dipole layer GaN based voltage-resistant structure (DL_HEMT) is proposed and optimized by simulation. The main feature of the device is the introduction of a polarization effect electric dipole layer in the passivation layer between the gate and drain. The material used in the dipole layer is AlGaN.. The introduction of the electric dipole layer partially depletes the 2DEG in the channel beneath the dipole layer of the GaN device, which modulates the electric field distribution in the channel and raises the breakdown voltage of the device. In order to obtain the maximum optimum FOM, of DL_HEMT device, the structure parameters of the device are optimized and simulated. According to the simulation results, when the distance between the electric dipole layer and the gate drain side LGD is 0 渭 m, the Al component of the electric dipole layer is 0.2, and the length of the dipole layer is 4 渭 m, the GaN based DL_HEMT device obtains the best value FOM.. At this time, the breakdown voltage BV and on-resistance RON of the GaN based DL_HEMT device are 1055V and 0.424m 惟 cm2, respectively. The maximum value of FOM calculated is 2.62 GW/cm2.. Compared with the conventional structure, the breakdown voltage (BV) and the excellent value (FOM) increased by 113 and 260, respectively. In order to improve the frequency characteristics of GaN based MIS-HEMT, the AlGaN/GaN MIS-HEMT, with high K low K composite gate dielectric layer structure (CGD) is proposed and optimized by simulation. Because of the introduction of CGD structure, the electric field at the high K low K interface in the channel beneath the gate of the device is discontinuous, which forms a peak electric field, which modulates the electric field distribution in the channel below the gate, and increases the drift speed of 2DEG. The DC and frequency characteristics of the device are improved. By comparing the DC and frequency characteristics of conventional GaN devices (SGD) and GaN based CGD devices, it is shown that compared with GaN based SGD devices, when the length of low K gate dielectric layer introduced by GaN based CGD devices is 150nm, The DC characteristic parameters of gm,Ids and GaN based SGD devices are increased by 6.9% and 10.5%, respectively. Meanwhile, compared with GaN based SGD devices, the frequency characteristic parameters of fT,fmax are increased by 18.5% and 14.7%, respectively. Through the optimization simulation of GaN based CGD device, the optimal DC and frequency characteristics of the device are obtained when the length of the low-K gate dielectric introduced by the device is 150nm for the device with g? G being 250nm.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN386
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 聂在平;袁宁;;复杂非均匀介质中多偶极层激励的位场分析[J];电子学报;1998年06期
2 何进,张兴,黄如,王阳元;平行平面穿通结击穿电压的计算及比较[J];电子学报;2001年05期
3 赵普社;王因生;傅义珠;;对功率器件击穿电压的模拟优化[J];电子与封装;2007年10期
4 汪琏璋;电压的波形与试样的厚度对击穿电压强度的影响[J];电讯技术;1981年05期
5 张洪义;击穿电压蠕变机理和工艺探讨[J];半导体技术;1986年01期
6 高玉民;多场限环平面结击穿电压的解析计算[J];半导体技术;1991年06期
7 孙伟锋;王佳宁;易扬波;;单个浮置场限环终端结构击穿电压模型[J];微电子学;2009年06期
8 沙炳中;解决击穿电压蠕变的工艺改进[J];半导体技术;1983年04期
9 高玉民;二极管击穿电压的数值计算[J];半导体技术;1993年02期
10 R. K. Bhan ,胡永清;热生长二氧化硅击穿电压与1,1,1三氯乙烷克分子浓度的关系[J];微电子学;1990年04期
相关会议论文 前8条
1 孙伟锋;陈越政;钱钦松;;高压SOI-LIGBT特性研究[A];2010’全国半导体器件技术研讨会论文集[C];2010年
2 陈勇波;周建军;徐跃杭;国云川;徐锐敏;;GaN高电子迁移率晶体管高频噪声特性的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 金豫浙;曾祥华;胡益佩;;γ辐照对GaN基白光和蓝光LED的光学和电学特性影响[A];二00九全国核反应会暨生物物理与核物理交叉前沿研讨会论文摘要集[C];2009年
4 李兆林;陈松;冯春林;;电容器介质直流、交流击穿电压值的对比研究[A];2010输变电年会论文集[C];2010年
5 臧绪运;赵刚;孙伟;陈文针;;脉冲波形频率特性及能量分布的研究[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
6 吴撼宇;丛培天;蒯斌;王亮平;郭宁;;脉冲电压下水介质同轴传输线水开关击穿电压研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
7 魏萌;王晓亮;潘旭;李建平;刘宏新;肖红领;王翠梅;李晋闽;王占国;;高温AlGaN缓冲层的厚度对Si(111)基GaN外延层的影响[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
8 张赛珍;李英贤;张树椿;张庚利;王式铭;郑佩琴;;我国几个金属矿区岩(矿)石的低频电相位频率特性及其影响因素[A];中国科学院地球物理研究所论文摘要集(1984)[C];1989年
相关博士学位论文 前10条
1 宋萌萌;智能器件的垂直可控运动及在能量转换方面的研究[D];北京化工大学;2017年
2 徐巍栋;共轭大分子电解质阴极修饰材料的设计合成以及在有机光电器件中的应用[D];南京邮电大学;2016年
3 杨怡豪;基于异向介质和超表面的新型电磁波隐身器件实验研究[D];浙江大学;2017年
4 赵婕;基于单根金属氧化物一维微/纳米线的双电极结构器件的性能研究[D];南昌大学;2017年
5 陈雄;高性能有机薄膜晶体管的研究及其应用[D];上海大学;2017年
6 赵景涛;GaN基电子器件势垒层应变与极化研究[D];山东大学;2015年
7 毛清华;高光效硅衬底GaN基大功率绿光LED研制[D];南昌大学;2015年
8 陈浩然;太赫兹波段GaN基共振隧穿器件的研究[D];西安电子科技大学;2015年
9 田媛;HVPE生长自支撑GaN单晶及其性质研究[D];山东大学;2016年
10 贾秀玲;用于饮用水中有害阴离子检测的GaN基HEMT传感器的研究[D];南京大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 候泽红;GaN基微波功率器件与耐压新结构研究[D];电子科技大学;2017年
2 于亮亮;高压LDMOS器件终端技术的研究与设计[D];电子科技大学;2017年
3 吾恒升;基于电极修饰提高聚合物发光二极管性能的机理研究[D];南京邮电大学;2017年
4 张文国;多场耦合作用下COG器件的疲劳及电学性能研究[D];天津大学;2016年
5 雷勇;导电聚合物/金属氧化物电荷产生层的制备与电荷产生机理的研究[D];西南大学;2017年
6 尹晓茹;TiO_2和ZrO_2柔性阻变器件的深紫外光化学制备及其性能研究[D];西安理工大学;2017年
7 向杰;有机平面异质结器件中三重态的湮灭过程[D];西南大学;2017年
8 张玉蒙;FS结构的3300V IGBT终端设计[D];电子科技大学;2017年
9 宋文龙;自钳位IGBT的分析与设计[D];电子科技大学;2014年
10 胡瑞心;虚拟衬底应变Si/SiGe HBT击穿电压及器件温度敏感性改善技术研究[D];北京工业大学;2015年
,本文编号:2398268
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2398268.html