AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管可靠性与新结构的研究与设计

发布时间：2022-01-08 03:35

　　氮化镓基高电子迁移率晶体管在微波毫米波领域和功率器件领域具有十分重要的应用价值。国内外二十余年的研究使得GaN HEMT技术日趋成熟,然而仍存在一系列的问题亟待解决,以期进一步提高GaN HEMT器件的性能。本论文主要围绕其中两个重要问题而展开:一是AlGaN/GaN HEMT器件的跨导下降,也即跨导非线性问题;二是电场线集中于栅极边缘使得器件耐压能力受限的问题。本论文针对文献中普遍存在的Al GaN/GaN HEMT跨导非线性问题,对AlGaN/GaN HEMT样品进行了系统的直流和脉冲I-V测试,观察到在不同测试方法下跨导线性度存在明显的差异。基于该实验现象,提出了栅下势垒层区域中的类受主态陷阱是造成Al GaN/GaN HEMTs跨导非线性的原因。建立了一个基于陷阱充放电的物理模型,通过二维数值仿真,该模型得以验证。仿真计算表明,当栅下类受主陷阱浓度为1.2×1019 cm-3且其能级深度为导带下0.5eV时,仿真所得器件跨导的非线性特征与实验数据相一致。本论文针对AlGaN/Ga N HEMT器件中电场线集中于栅极边缘导致器件发生提前击穿的问题,提出了一种AlGaN/GaN H... 

【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】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 AlGaN/GaN HEMT国内外研究现状
        1.2.1 GaN HEMT在微波毫米波领域的研究与应用进展
        1.2.2 GaNHEMT在功率领域的研究与应用进展
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件的基本结构与工作原理
    2.1 III族氮化物的晶体结构、能带结构和极化性质
    2.2 AlGaN/GaN异质结二维电子气（2DEG）的来源
    2.3 AlGaN/GaN HEMT结构和解析模型
    2.4 本章小结
第三章 AlGaN/GaN HEMT势垒层陷阱对跨导线性度的影响研究
    3.1 AlGaN/GaN HEMT可靠性问题概述
    3.2 AlGaN/GaN HEMT跨导下降现象及其物理模型
    3.3 AlGaN/GaN HEMT器件的制造与测试
    3.4 考虑势垒层陷阱的器件二维数值仿真
    3.5 对实验和仿真结果的分析和讨论
    3.6 本章小结
第四章 高/低K复合钝化层AlGaN/GaN HEMT器件研究
    4.1 高/低K复合钝化层技术介绍
    4.2 高/低K复合钝化层提升器件耐压的理论基础
    4.3 GaN HLK-HFET中高/低K复合钝化层关键结构参数优化设计
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3575818