带栅场板和新型漏场板的AlGaN/GaN HEMT器件耐压特性研究

发布时间：2021-08-02 02:36

　　GaN材料是典型的第三代宽禁带半导体材料,在高压、高功率领域有广阔前景。AlGaN/GaN HEMT与Si基器件相比,具有更高的电子迁移率、更高的击穿电场等诸多优势,在功率电子器件领域已经成为研究热点之一。近年来,关于耐压型AlGaN/GaN HEMT的研究很多,也取得了很多成果,但即使到目前为止,AlGaN/GaN HEMT器件的最大击穿电压距离其理论极限值仍然有很大差距。为进一步提高AlGaN/GaN HEMT的耐压特性,本文基于Synopsys公司的Sentaurus TCAD仿真软件,建立了AlGaN/GaN HEMT器件模型,通过求解二维泊松方程,获得了其表面电场和体内电场分布。在此基础上,研究了缓冲层引入不同能级受主陷阱后AlGaN/Ga N HEMT的泄漏电流,结果表明引入深能级受主陷阱才可以有效降低缓冲层泄漏电流,单纯引入浅能级受主陷阱无法实现此目的。之后研究了缓冲层引入不同浓度受主陷阱后AlGaN/GaN HEMT的泄漏电流,结果表明,只有引入受主陷阱的浓度超过缓冲层施主态杂质浓度时,泄漏电流才可以得到有效抑制。论文还分析了AlGaN/GaN HEMT沟道电场峰值的产... 

【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】：77 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 论文背景和研究意义
    1.2 AlGaN/GaN HEMT器件耐压特性研究现状
    1.3 论文主要内容和结构安排
第二章 AlGaN/GaN HEMT基础理论和Sentaurus软件介绍
    2.1 AlGaN/GaN异质结 2DEG的成因
        2.1.1 极化效应
        2.1.2 2DEG的来源
    2.2 AlGaN/GaN HEMT的基本结构和工作原理
    2.3 工艺制备增强型AlGaN/GaN HEMT的方法
    2.4 AlGaN/GaN HEMT击穿机制和改进方法
    2.5 Sentaurus TCAD软件简介
    2.6 本章小结
第三章 AlGaN/GaN HEMT缓冲层受主陷阱对泄漏电流影响
    3.1 AlGaN/GaN HEMT泄漏电流的形成原因
    3.2 缓冲层受主陷阱对泄漏电流的影响
        3.2.1 受主陷阱浓度对泄漏电流影响
        3.2.2 受主陷阱能级对泄漏电流影响
    3.3 缓冲层受主陷阱对输出特性的影响
    3.4 缓冲层厚度对泄漏电流影响
    3.5 本章小结
第四章 栅场板与间断型漏场板复合结构的耐压研究
    4.1 沟道电场峰值的成因分析
    4.2 栅场板结构AlGaN/GaN HEMT仿真优化
        4.2.1 栅场板的长度优化
        4.2.2 钝化层的厚度优化
    4.3 间断型漏场板对漏端电场峰值的调节作用
    4.4 栅场板与间断型漏场板复合结构的优化结果总结
    4.5 栅场板与间断型漏场板复合结构的提高击穿电压机理分析
        4.5.1 栅场板平整电场的机理分析
        4.5.2 间断漏场板调制电场的机理分析
    4.6 栅场板与间断型漏场板复合结构的工艺流程
    4.7 本章小结
第五章 总结和展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3316716