自上個世紀九十年代以來,AlGaN/GaN HEMT憑借著其優(yōu)異的特性發(fā)展迅猛,與傳統(tǒng)的Si器件相比,GaN HEMT可以工作在更高的頻率和溫度下,并且具有更高的擊穿電壓和低的導(dǎo)通損耗,然而常規(guī)的AlGaN/GaN HEMT一般為耗盡型器件,應(yīng)用這種耗盡型器件時,需要額外的負柵壓才能使器件關(guān)斷,毫無疑問這會大大增加系統(tǒng)的功率損耗,在零偏時,器件中仍然會有電流通過,對電路的可靠性和安全問題有很大的影響,另外為了防止噪聲引起的誤操作,功率開關(guān)器件一般要求閾值電壓在3⁵V。由于GaN基的槽柵MIS-HEMT可以實現(xiàn)閾值電壓高于3V的正常開關(guān)操作,因此GaN基的槽柵MIS-HEMT的研究是非常有意義的,本文主要通過仿真和實驗對增強型的槽柵MIS-HEMT進行研究,主要內(nèi)容如下:（1）通過Silvaco TCAD仿真軟件,首先從常規(guī)HEMT和槽柵HEMT開始仿真,改變結(jié)構(gòu)參數(shù),實現(xiàn)不同槽深的槽柵HEMT的特性仿真,并與常規(guī)HEMT對比,隨著槽深的增加,器件的導(dǎo)帶底逐漸提高到費米能級以上,異質(zhì)結(jié)界面處電子濃度減小,閾值電壓正移,跨導(dǎo)逐漸增大。接著,在槽柵HEMT的基礎(chǔ)上增加A... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種材料器件導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的理論極限[5]

柵源和柵漏之間仍然存在 2DEG，維持了低的導(dǎo)通電阻，飽和電流為200mA/mm，柵漏間距 6.5μm，在柵壓為零時，關(guān)態(tài)擊穿電壓達到 400V。圖1.2 槽柵 GaN MIS-HEMT 的結(jié)構(gòu)圖2010 年，Im K S 等人[20]將 25nm AlGaN 勢壘層完全刻透，淀積 30nmAl2O3介質(zhì)層之后，2DEG 濃度下降到了淀積前的 1/3，該器件的 2DEG 濃度高達 1014，是因為AlGaN 表面類施主表面態(tài)對 2DEG 濃度有很大的貢獻，淀積 Al2O3能夠鈍化 AlGaN表面，改善表面態(tài)，使 2DEG 濃度下降

MOS-HEMT 的閾值電壓相比常規(guī) HEMT 有所正移，Anderson等人將其解釋為氧化層界面存在的負電荷引起的。圖1.3 肖特基 HEMT，ZrO2MOS-HEMT 和槽柵 ZrO2MOS-HEMT 的轉(zhuǎn)移曲線在柵和勢壘層間加入絕緣層，形成的 MIS 結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)克服了肖特基接觸反向泄漏電流大、易擊穿的問題，能夠進一步改善器件的熱穩(wěn)定性。在引入柵介質(zhì)層后，加大了柵與溝道間的距離，減小了柵的泄漏電流，增加了柵壓的擺幅。這樣可以增加功率，允許更高的頻率和高溫的應(yīng)用。但是由于柵介質(zhì)較厚，器件的跨導(dǎo)減小，并且氧化層和半導(dǎo)體界面的穩(wěn)定性還有待研究。1.4 本論文研究內(nèi)容與安排本論文的目的是對增強型的槽柵 MIS-HEMT 的特性進行研究，整個論文分為五個章節(jié)。第一章為緒論部分

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ni/AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)中肖特基勢壘溫度特性[J]. 張小玲,謝雪松,呂長志,李志國.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2008(04)

碩士論文
[1]增強型GaN Trench-Gate MIS-HFET閾值電壓調(diào)控技術(shù)[D]. 楊溢.電子科技大學(xué) 2018



本文編號：2936210