AlGaN/GaN HEMT短沟道效应与耐压新结构探索
发布时间：2021-01-15 04:51
由于Ga N材料具有宽带隙、高饱和电子漂移速度、高临界击穿电场等优秀特性,使Al Ga N/Ga N HEMT器件成为微波和功率领域的研究热点。在微波应用领域,Al Ga N/Ga N HEMT器件为提高器件的电流增益截止频率（?T）和功率增益截止频率（?max）其主要手段是减小器件的栅极长度（Lg）。而随着Lg的过度缩小,将会引起器件越发严重的短沟道效应（SCEs）,最终导致器件的最大直流跨导（gm）下降、阈值电压（Vth）负向漂移、输出特性曲线不饱和以及频率栅长乘积（?T·Lg）下降,从而导致器件的电学性能和可靠性明显退化。首先,创新提出了一种抑制短沟道效应的复合金属栅Al Ga N/Ga N HEMT,该结构借助栅极的金属的功函数不同优化栅极下方沟道电势分布,从而使漏致势垒降低（DIBL）效应降低,缓解了SCEs。除此之外,沟道层中栅极金属界面间存在的电场峰值使源极注入到栅极下方的电子加速,提高电子平均漂移速度,使最大输出电流和直流跨导分别提高17%和10%,并使截止频率提高了14.8%。同时,还提出了一种具有复合栅介质层的Al Ga N/Ga N MIS-HEMT,利用高低K栅...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 AlGaN/GaN HEMT研究现状
1.2.1 Ga N HEMT在微波领域的研究与应用进展
1.2.2 Ga N HEMT在功率领域的研究与应用进展
1.3 本文的研究内容与结构安排
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件的基本结构与工作原理
2.1 III族氮化物的极化效应
2.2 AlGaN/GaN异质结构二维电子气的产生原理
2.3 AlGaN/GaN HEMT器件结构和解析模型
第三章 抑制短沟道效应AlGaN/GaN HEMT器件新结构研究
3.1 AlGaN/GaN HEMT短沟道效应概述
3.2 抑制短沟道效应的复合金属栅AlGaN/GaN HEMT的优化设计
3.2.1 复合金属栅AlGaN/GaN HEMT器件建模
3.2.2 复合金属栅AlGaN/GaN HEMT工作原理
3.2.3 复合金属栅对AlGaN/GaN HEMT电学特性的影响
3.3 复合栅介质层的AlGaN/GaN MIS-HEMT器件研究
3.3.1 复合栅介质层AlGaN/GaN MIS-HEMT器件建模
3.3.2 复合栅介质层AlGaN/GaN MIS-HEMT工作原理
3.3.3 复合栅介质层对AlGaN/GaN MIS-HEMT电学特性的影响
3.4 本章小结
第四章 AlGaN/GaN HEMT器件耐压新结构研究
4.1 复合势垒层AlGaN/GaN HEMT的优化设计
4.1.1 高耐压复合势垒层AlGaN/GaN HEMT器件建模与工作原理
4.1.2 高耐压复合势垒层AlGaN/GaN HEMT的结构参数优化
4.1.3 复合势垒层AlGaN/GaN HEMT短沟道效应抑制机理研究
4.1.4 抑制短沟道效应复合势垒层AlGaN/GaN器件的电学特性
4.2 负离子注入钝化层AlGaN/GaN HEMT器件结构研究
4.2.1 负离子注入钝化层AlGaN/GaN HEMT器件建模与工作原理
4.2.2 负离子注入钝化层对AlGaN/GaN HEMT特性的影响
4.3 本章小结
第五章 增强型AlGaN/GaN HEMT器件新结构研究
5.1 AlGaN/GaN HEMT增强型结构概述
5.2 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT增强型器件研究
5.2.1 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT器件建模
5.2.2 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT电学特性
5.3 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT器件研究
5.3.1 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT器件建模
5.3.2 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT电学特性
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：2978261
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 AlGaN/GaN HEMT研究现状
1.2.1 Ga N HEMT在微波领域的研究与应用进展
1.2.2 Ga N HEMT在功率领域的研究与应用进展
1.3 本文的研究内容与结构安排
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件的基本结构与工作原理
2.1 III族氮化物的极化效应
2.2 AlGaN/GaN异质结构二维电子气的产生原理
2.3 AlGaN/GaN HEMT器件结构和解析模型
第三章 抑制短沟道效应AlGaN/GaN HEMT器件新结构研究
3.1 AlGaN/GaN HEMT短沟道效应概述
3.2 抑制短沟道效应的复合金属栅AlGaN/GaN HEMT的优化设计
3.2.1 复合金属栅AlGaN/GaN HEMT器件建模
3.2.2 复合金属栅AlGaN/GaN HEMT工作原理
3.2.3 复合金属栅对AlGaN/GaN HEMT电学特性的影响
3.3 复合栅介质层的AlGaN/GaN MIS-HEMT器件研究
3.3.1 复合栅介质层AlGaN/GaN MIS-HEMT器件建模
3.3.2 复合栅介质层AlGaN/GaN MIS-HEMT工作原理
3.3.3 复合栅介质层对AlGaN/GaN MIS-HEMT电学特性的影响
3.4 本章小结
第四章 AlGaN/GaN HEMT器件耐压新结构研究
4.1 复合势垒层AlGaN/GaN HEMT的优化设计
4.1.1 高耐压复合势垒层AlGaN/GaN HEMT器件建模与工作原理
4.1.2 高耐压复合势垒层AlGaN/GaN HEMT的结构参数优化
4.1.3 复合势垒层AlGaN/GaN HEMT短沟道效应抑制机理研究
4.1.4 抑制短沟道效应复合势垒层AlGaN/GaN器件的电学特性
4.2 负离子注入钝化层AlGaN/GaN HEMT器件结构研究
4.2.1 负离子注入钝化层AlGaN/GaN HEMT器件建模与工作原理
4.2.2 负离子注入钝化层对AlGaN/GaN HEMT特性的影响
4.3 本章小结
第五章 增强型AlGaN/GaN HEMT器件新结构研究
5.1 AlGaN/GaN HEMT增强型结构概述
5.2 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT增强型器件研究
5.2.1 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT器件建模
5.2.2 复合沟道层AlGaN/GaN HEMT电学特性
5.3 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT器件研究
5.3.1 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT器件建模
5.3.2 基于GOI技术的增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT电学特性
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：2978261
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2978261.html
