应力对AlGaN/GaN HEMT器件特性的影响研究
发布时间：2021-10-05 11:57
本文主要针对AlGaN/GaN HEMT器件中的应力机制以及应力变化对器件特性的影响进行研究。GaN材料是第三代半导体中的典型代表,具有宽带隙、高电子迁移率、高电子饱和速率,适用于高频、高温、高压等恶劣环境。而且,GaN材料具有极化效应,在AlGaN/GaN异质结界面处会形成高电子迁移率、高电子密度的二维电子气。同时,AlGaN/GaN异质结中存在应力,二维电子气对应力变化非常敏感。基于AlGaN/GaN HEMT器件原理和应力模型,本文利用Sentaurus TCAD仿真软件研究应力变化对AlGaN/GaN HEMT器件特性的影响,建立了应力与电学特性参数的关系,阐述了应变晶格常数或应力弛豫度对器件转移特性、输出特性和击穿特性的作用情况。研究结果表明AlGaN/GaN HEMT器件异质结的应力值与阈值电压、饱和漏极电流近似成正比例,同时器件击穿特性也因应力变化而提升。当器件应变晶格常数（a）增加0.001?时,阈值电压约下降0.085 V而饱和漏极电流增加0.028A;当器件应力弛豫度（R）增加0.05时,则阈值电压约增加0.095 V而器件饱和漏极电流降低0.028 A。进一步,为...
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六方纤锌矿GaN晶体结构示意图
电子科技大学硕士学位论文的净极化正电荷会吸引自由电子，而且异质结界面 GaN 侧存在量子阱，从而自由电子聚集在势阱中形成二维电子气（2DEG）,如图 2-4 (d)所示，二维电子气分布在异质结界面 GaN 侧的薄层内，二维电子气受到诸多因素的影响，如 AlGaN 层的Al 组分和厚度、应力等。
(c) (d)图 2-5 氮化物异质结中的自发极化和压电极化。(a)Ga面 AlGaN/GaN（自上向下）；(b) N 面 AlGaN/GaN；(c)Ga 面 GaN/AlGaN（自上向下）；(d)N 面 GaN/AlGaN2.2 AlGaN/GaN HEMT 器件工作原理现有 GaN 电子器件主要是以 AlGaN/GaN 异质结为基础的，并且对于AlGaN/GaN HEMT 的研究最多。 GaN HEMT 器件的名称为 基高电子迁移率晶体管，在Ⅲ-Ⅴ电子器件的早期研究阶段，经历了 MESFET、HEFT 等各类器件结构的探索研究，其中基于AlGaN/GaN 异质结结构的HFET因其性能优异而很快成为 GaN 电子器件的主流，并且 GaN HFET 通常称为 GaN 高电子迁移率晶体管（ HEMT）。2.2.1 器件基本结构与原理GaAs 材料比 GaN 材料的发展更早、更为成熟，GaAs 材料体系已经建立了系统的理论，因此 GaN HEMT 器件的结构优化和工作原理可以采用 GaAs 材料体系
本文编号：3419693
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六方纤锌矿GaN晶体结构示意图
电子科技大学硕士学位论文的净极化正电荷会吸引自由电子，而且异质结界面 GaN 侧存在量子阱，从而自由电子聚集在势阱中形成二维电子气（2DEG）,如图 2-4 (d)所示，二维电子气分布在异质结界面 GaN 侧的薄层内，二维电子气受到诸多因素的影响，如 AlGaN 层的Al 组分和厚度、应力等。
(c) (d)图 2-5 氮化物异质结中的自发极化和压电极化。(a)Ga面 AlGaN/GaN（自上向下）；(b) N 面 AlGaN/GaN；(c)Ga 面 GaN/AlGaN（自上向下）；(d)N 面 GaN/AlGaN2.2 AlGaN/GaN HEMT 器件工作原理现有 GaN 电子器件主要是以 AlGaN/GaN 异质结为基础的，并且对于AlGaN/GaN HEMT 的研究最多。 GaN HEMT 器件的名称为 基高电子迁移率晶体管，在Ⅲ-Ⅴ电子器件的早期研究阶段，经历了 MESFET、HEFT 等各类器件结构的探索研究，其中基于AlGaN/GaN 异质结结构的HFET因其性能优异而很快成为 GaN 电子器件的主流，并且 GaN HFET 通常称为 GaN 高电子迁移率晶体管（ HEMT）。2.2.1 器件基本结构与原理GaAs 材料比 GaN 材料的发展更早、更为成熟，GaAs 材料体系已经建立了系统的理论，因此 GaN HEMT 器件的结构优化和工作原理可以采用 GaAs 材料体系
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