AlGaN/GaN MIS-HEMT器件的沟道载流子输运特性研究
发布时间：2021-03-29 04:07
GaN基MIS-HEMT器件具有关态漏电低、击穿电压高等优点,是研制高效GaN基微波功率器件的理想选择。然而MIS-HEMT器件沟道载流子的输运特性极易受到栅绝缘层、界面状态及温度的影响,从而对器件性能和可靠性产生一定的影响。因此研究MIS-HEMT器件的沟道输运性质具有十分重要的意义。本文使用仿真与实验相结合的方法,针对AlGaN/GaN MIS-HEMT器件特性和沟道载流子输运特性进行研究。主要工作内容如下:（1）使用Silvaco仿真软件研究绝缘层/栅介质层界面态密度、栅介质层厚度、凹槽深度等对AlGaN/GaN MIS-HEMT器件直流特性的影响,并为器件关键结构部分的设计提供参考依据。结果表明界面态的存在会对器件特性造成较大的影响,在器件制造过程中应采取措施降低界面态密度。栅介质层厚度和凹槽刻蚀深度的选择应适当,否则会影响器件特性。随后我们设计了本次实验所需的具有Al2O3/AlN叠层栅介质结构的MIS-HEMT器件,简要介绍了器件的制作流程,并对器件直流特性进行初步测试。（2）使用Silvaco仿真与变温直流测试相结合的方法研究温...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的AlGaN/GaNMIS-HEMT器件结构示意图
aN/GaN 异质结的极化效应异质结构中存在自发极化和压电极化两种极化效种极化效应的形成原因。内， N 的电负性远大于 Ga，因此形成 Ga-N 化学而产生了极化矢量方向为 N 指向 Ga 的偶极子。（0001）方向上不具有反对称性，因此晶体表现GaN 晶体本身具有高对称性，晶体内部的局部极化现象。别为 Ga 面和 N 面极性的 GaN 晶体。我们常用的 GaN 都是 Ga 面的。由于局部极化矢量的方向为自发极化方向为沿 c 轴负向指向衬底。由于自发发极化方向相反。AlGaN 材料的自发极化方向是其自发极化强度大于 GaN 的自发极化强度。
图2.2AlGaN/GaN 异质结极化效应示意图电子气的形成压电极化效应的存在，AlGaN/GaN 异质结异质结表面和界面处分别诱导出带负电和带补偿异质界面 AlGaN 一侧带正电的极化诱量的电子。而由于 AlGaN/GaN 异质结中，Ga在异质界面处形成了极窄的势阱，从而将聚中。这些电子在垂直于异质界面的方向上运上可以自由运动，因此形成了二维电子气。aN/GaN MIS-HEMT 器件工作原理简介IS-HEMT 器件的主要工作原理与肖特基栅 H击穿等性能上有所提升。因此本节先以典型的MT 器件的工作原理和关键的器件特性参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GaN基HEMT器件的缺陷研究综述[J]. 郭伟玲,陈艳芳,李松宇,雷亮,柏常青. 发光学报. 2017(06)
[2]高性能AlGaN/GaN HEMT的肖特基特性[J]. 田秀伟,冯震,王勇,宋建博,张志国. 微纳电子技术. 2009(02)
[3]AlN钝化层对AlGaN/GaN异质结及其高温特性的影响[J]. 陈国强,陈敦军,刘斌,谢自力,韩平,张荣,郑有炓. 功能材料与器件学报. 2008(06)
[4]AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触[J]. 杨燕,王文博,郝跃. 半导体学报. 2006(10)
博士论文
[1]AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管模型、关键工艺及器件制作[D]. 杨燕.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]基于LPCVD-SiNx栅介质的AlGaN/GaN MIS-HEMTs器件及其界面特性研究[D]. 刘朝阳.电子科技大学 2016
[2]双轴应变下AlGaN/GaN二维电子气迁移率的计算[D]. 刘伟.电子科技大学 2012
本文编号：3106868
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的AlGaN/GaNMIS-HEMT器件结构示意图
aN/GaN 异质结的极化效应异质结构中存在自发极化和压电极化两种极化效种极化效应的形成原因。内， N 的电负性远大于 Ga，因此形成 Ga-N 化学而产生了极化矢量方向为 N 指向 Ga 的偶极子。（0001）方向上不具有反对称性，因此晶体表现GaN 晶体本身具有高对称性，晶体内部的局部极化现象。别为 Ga 面和 N 面极性的 GaN 晶体。我们常用的 GaN 都是 Ga 面的。由于局部极化矢量的方向为自发极化方向为沿 c 轴负向指向衬底。由于自发发极化方向相反。AlGaN 材料的自发极化方向是其自发极化强度大于 GaN 的自发极化强度。
图2.2AlGaN/GaN 异质结极化效应示意图电子气的形成压电极化效应的存在，AlGaN/GaN 异质结异质结表面和界面处分别诱导出带负电和带补偿异质界面 AlGaN 一侧带正电的极化诱量的电子。而由于 AlGaN/GaN 异质结中，Ga在异质界面处形成了极窄的势阱，从而将聚中。这些电子在垂直于异质界面的方向上运上可以自由运动，因此形成了二维电子气。aN/GaN MIS-HEMT 器件工作原理简介IS-HEMT 器件的主要工作原理与肖特基栅 H击穿等性能上有所提升。因此本节先以典型的MT 器件的工作原理和关键的器件特性参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GaN基HEMT器件的缺陷研究综述[J]. 郭伟玲,陈艳芳,李松宇,雷亮,柏常青. 发光学报. 2017(06)
[2]高性能AlGaN/GaN HEMT的肖特基特性[J]. 田秀伟,冯震,王勇,宋建博,张志国. 微纳电子技术. 2009(02)
[3]AlN钝化层对AlGaN/GaN异质结及其高温特性的影响[J]. 陈国强,陈敦军,刘斌,谢自力,韩平,张荣,郑有炓. 功能材料与器件学报. 2008(06)
[4]AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触[J]. 杨燕,王文博,郝跃. 半导体学报. 2006(10)
博士论文
[1]AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管模型、关键工艺及器件制作[D]. 杨燕.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]基于LPCVD-SiNx栅介质的AlGaN/GaN MIS-HEMTs器件及其界面特性研究[D]. 刘朝阳.电子科技大学 2016
[2]双轴应变下AlGaN/GaN二维电子气迁移率的计算[D]. 刘伟.电子科技大学 2012
本文编号：3106868
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