GaN基增强型HEMT器件及E/D模电路研究

发布时间：2021-07-13 13:39

　　作为第三代宽禁带半导体一个重要分支,氮化镓以其优越的频率、功率和高温特性受到人们的广泛研究。本文针对增强型AlGaN/GaN HEMT和由它构成的GaN基增强型/耗尽型数字电路进行研究。通过对增强型AlGaN/GaN HEMT研究以及制备,建立出增强型/耗尽型AlGaN/GaN HEMT等效电路模型,然后进行GaN增强型/耗尽型数字电路仿真与设计。取得的研究成果如下:在增强型AlGaN/GaN HEMT制备与研究方面,采用槽栅结构制备出阈值电压是0.8 V,跨导峰值是234 mS/mm,最大饱和输出电流是150 mA/mm的增强型HEMT,采用氟离子注入方法制备出阈值电压是0.5 V,跨导峰值是185 mS/mm,最大饱和输出电流是227 mA/mm的增强型HEMT。分析了制备增强型器件的直流特性,对比不同处理条件下制备出的HEMT,得出了较为优化的制备条件。当功率在15 W时,选择刻蚀时间介于120 s与130 s之间,刻蚀深度控制在80 nm范围内比较合适,从而可以实现阈值电压较高的增强型HEMT。氟离子注入处理的功率对于器件阈值的热稳定性影响较大。采用ICP设备处理的制备HEMT... 

【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】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 GaN材料及器件研究进展及意义
        1.1.1 GaN材料的优势及发展
        1.1.2 AlGaN/GaN HEMT研究进展
    1.2 GaN基增强型HEMT及E/D模电路研究进展
        1.2.1 GaN基增强型HEMT研究进展
        1.2.2 GaN基E/D模电路研究进展
    1.3 本文主要内容
第二章 GaN基增强型HEMT研究
    2.1 AlGaN/GaN HEMT基本理论
    2.2 实现GaN基增强型HEMT方法及原理
    2.3 制备增强型AlGaN/GaN HEMT关键工艺
    2.4 增强型AlGaN/GaN HEMT特性分析
        2.4.1 凹槽栅结构增强型HEMT直流特性
        2.4.2 氟离子注入增强型HEMT直流特性
    2.5 本章总结
第三章 GaN基HEMT模型的建立
    3.1 有源器件模型的建立
    3.2 GaN基HEMT的EEHEMT模型建立
        3.2.1 Agilent EEHEMT模型
        3.2.2 增强型/耗尽型GaN基HEMT建模
    3.3 本章小结
第四章 GaN基E/D模电路研究
    4.1 GaN基E/D模反相器研究
    4.2 GaN基E/D模电平转换电路研究
        4.2.1 电平转换电路原理
        4.2.2 GaN基E/D模电平转换电路仿真
        4.2.3 GaN基HEMT阈值电压对电平转换电路影响
    4.3 本章总结
第五章 结束语
    5.1 本文主要研究成果
    5.2 未来工作的展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]氮化镓干法刻蚀研究进展[J]. 王冲,郝跃,冯倩,郭亮良.  半导体技术. 2006(06)

博士论文
[1]氮化镓高电子迁移率晶体管微波特性表征及微波功率放大器研究[D]. 陈炽.西安电子科技大学 2011



本文编号：3282165