具有电场调制的新型AlGaN/GaN HEMT场分布模型研究
发布时间：2021-07-30 20:32
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）器件由于具有诸多优良的特性,在功率处理,高温环境,大频率等应用领域都有巨大的应用潜力,因而备受研究者们的关注,当器件长时间的工作在大功率条件下时,器件中结温上升,产生自热效应,导致器件特性退化,因而保证器件在高温条件下的可靠性非常重要。合适的器件模型能够为人们设计优化器件提供理论指导,从而缩短器件的研发周期和生产成本。但是目前研究者们对HEMT器件的建模主要集中在大信号应用领域,对于HEMT器件工作状态时的沟道电势和电场分布的建模分析工作却比较少,现有的模型则主要是适用于器件漏极电压较小的情况,对器件在漏极电压较高条件下的建模值得我们深入研究。此外,为了探索降低表面电场（Reduced Surface Field,RESURF）技术对器件温度场分布的影响,我们通过软件仿真和实验测量两种手段,对器件的变温电特性和沟道结温分布进行了观察分析。本文首先提出了一种针对RESURF AlGaN/GaN HEMT器件沟道电势和电场分布的二维解析模型,该模型考虑了所掺杂负电荷的面密度、...
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
待测AlGaN/GaNHEMT器件显微镜照片
图3.1 待测 AlGaN/GaN HEMT 器件显微镜照片温度点有四个，分别是 27℃、90℃、150℃试，随后采用热板对待测样品加热至指定 2 分钟，使器件和热板温度相同，然后再进HEMT 器件变温特性测量 AlGaN/GaN HEMT 器件欧姆接触性的 TLM 图形，金属电极间距依次为 2μm， 和 52μm。在指定的待测温度点下，用 A极间的 I-V 特性进行测量，通过 I-V 特性曲对测量结果进行处理，进而得到器件的方试图形在工艺制备过程中的显微镜拍摄照
侧的电荷浓度和分布情况进行测量，进而评估器件中二维电子气的特性。图 3.9 为待测肖特基圆环的显微镜照片，内环为肖特基接触，外环为欧姆接触，外环直径为 80μm。图3.9 肖特基圆环的显微镜照片对待测晶圆上的肖特基圆环进行 C-V 特性测试，图 3.10 所示为不同温度下器件的 C-V 特性曲线，根据耗尽状态的不同可以将曲线分为三个不同的区域。区域 2 为施加负偏压时，耗尽状态下 2DEG 的积累情况，该区域曲线的平整度可以判断出的2DEG 的限域性，曲线越平表示 2DEG 的限域性越好，区域 1 表示 2DEG 的耗尽区，曲线的斜率越大
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDMOS热阻的电学法测试与分析[J]. 王魁松,万宁,丛密芳,李永强,李科,杜寰. 微电子学. 2015(06)
[2]氮化物半导体电子器件新进展[J]. 郝跃,张金风,张进成,马晓华,郑雪峰. 科学通报. 2015(10)
[3]A two-dimensional fully analytical model with polarization effect for off-state channel potential and electric field distributions of GaN-based field-plated high electron mobility transistor[J]. 毛维,佘伟波,杨翠,张超,张进成,马晓华,张金风,刘红侠,杨林安,张凯,赵胜雷,陈永和,郑雪峰,郝跃. Chinese Physics B. 2014(08)
[4]新型RESURF AlGaN/GaN HEMTs器件耐压分析[J]. 段宝兴,杨银堂. 中国科学:信息科学. 2012(06)
本文编号：3312080
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
待测AlGaN/GaNHEMT器件显微镜照片
图3.1 待测 AlGaN/GaN HEMT 器件显微镜照片温度点有四个，分别是 27℃、90℃、150℃试，随后采用热板对待测样品加热至指定 2 分钟，使器件和热板温度相同，然后再进HEMT 器件变温特性测量 AlGaN/GaN HEMT 器件欧姆接触性的 TLM 图形，金属电极间距依次为 2μm， 和 52μm。在指定的待测温度点下，用 A极间的 I-V 特性进行测量，通过 I-V 特性曲对测量结果进行处理，进而得到器件的方试图形在工艺制备过程中的显微镜拍摄照
侧的电荷浓度和分布情况进行测量，进而评估器件中二维电子气的特性。图 3.9 为待测肖特基圆环的显微镜照片，内环为肖特基接触，外环为欧姆接触，外环直径为 80μm。图3.9 肖特基圆环的显微镜照片对待测晶圆上的肖特基圆环进行 C-V 特性测试，图 3.10 所示为不同温度下器件的 C-V 特性曲线，根据耗尽状态的不同可以将曲线分为三个不同的区域。区域 2 为施加负偏压时，耗尽状态下 2DEG 的积累情况，该区域曲线的平整度可以判断出的2DEG 的限域性，曲线越平表示 2DEG 的限域性越好，区域 1 表示 2DEG 的耗尽区，曲线的斜率越大
【参考文献】：
期刊论文
[1]LDMOS热阻的电学法测试与分析[J]. 王魁松,万宁,丛密芳,李永强,李科,杜寰. 微电子学. 2015(06)
[2]氮化物半导体电子器件新进展[J]. 郝跃,张金风,张进成,马晓华,郑雪峰. 科学通报. 2015(10)
[3]A two-dimensional fully analytical model with polarization effect for off-state channel potential and electric field distributions of GaN-based field-plated high electron mobility transistor[J]. 毛维,佘伟波,杨翠,张超,张进成,马晓华,张金风,刘红侠,杨林安,张凯,赵胜雷,陈永和,郑雪峰,郝跃. Chinese Physics B. 2014(08)
[4]新型RESURF AlGaN/GaN HEMTs器件耐压分析[J]. 段宝兴,杨银堂. 中国科学:信息科学. 2012(06)
本文编号：3312080
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