本文重點(diǎn)研究了凹槽柵AlGaN/GaNMOS HEMT的電流-電壓特性和電容-電壓特性,以及對(duì)其界面態(tài)等進(jìn)行了分析。首先,利用Silvaco TCAD半導(dǎo)體器件和工藝仿真工具,設(shè)計(jì)凹槽柵MOS HEMT的結(jié)構(gòu),并通過(guò)逐步仿真,確定了槽柵MOS HEMT的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)和陷阱摻雜,從而實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)型器件的仿真結(jié)果,并與常規(guī)器件進(jìn)行了特性的對(duì)比仿真和分析。其次,利用Keithley4200scs精密半導(dǎo)體分析儀,對(duì)槽柵MOS HEMT和常規(guī)器件進(jìn)行基本特性的測(cè)試和分析,發(fā)現(xiàn)凹槽柵MOS HEMT的輸出電流比常規(guī)HEMT更大,對(duì)柵極的刻蝕有利于閾值電壓正向漂移,前者具有更好的柵泄漏電流的抑制能力,但跨導(dǎo)相對(duì)常規(guī)HEMT更小,發(fā)現(xiàn)隨著MOS HEMT的柵極刻蝕深度的增加,器件的亞閾值特性、輸出特性增強(qiáng)。并大致估算出不同刻蝕深度MOS HEMT的Al2O3/AlGaN界面態(tài)密度。然后,通過(guò)獨(dú)立的溝道熱電子注入和柵極電子注入應(yīng)力實(shí)驗(yàn)和分析,發(fā)現(xiàn)在柵極電子注入條件下,強(qiáng)電場(chǎng)下的柵極電子也能進(jìn)入溝道,影響二維電子氣的密度。提出了柵介質(zhì)/勢(shì)壘層間界面陷阱俘獲來(lái)自溝道的熱電子或者柵極注入的電子形成負(fù)電荷層而導(dǎo)... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 AlGaN/GaN HEMT器件的研究進(jìn)展
    1.2 凹槽柵MOS HEMT器件的發(fā)展
    1.3 研究?jī)?nèi)容與論文安排
2O₃/AlGaN/GaN HEMT器件和制造工藝">第二章 凹槽柵Al₂O₃/AlGaN/GaN HEMT器件和制造工藝
    2.1 GaN HEMT器件工作原理
        2.1.1 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)
        2.1.2 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)二維電子氣的計(jì)算
    2.2 槽柵MOS HEMT器件的關(guān)鍵工藝
2O₃的引入">    2.3 柵介質(zhì)Al₂O₃的引入
2O₃的特點(diǎn)">        2.3.1 柵介質(zhì)Al₂O₃的特點(diǎn)
2O₃柵介質(zhì)生長(zhǎng)工藝">        2.3.2 Al₂O₃柵介質(zhì)生長(zhǎng)工藝
    2.4 本章小結(jié)
第三章 凹槽柵MOS-HEMT器件特性仿真
    3.1 Silvaco仿真軟件及關(guān)鍵方法
        3.1.1 Silvaco TCAD仿真組件
        3.1.2 仿真中關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置
    3.2 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)器件特性的影響
        3.2.1 勢(shì)壘層不同摻雜濃度下的轉(zhuǎn)移特性對(duì)比
        3.2.2 Al組分對(duì)器件特性的影響
        3.2.3 不同凹槽刻蝕深度對(duì)器件的影響
        3.2.4 不同柵介質(zhì)厚度的器件轉(zhuǎn)移特性
    3.3 不同位置的陷阱對(duì)器件特性的影響
        3.3.1 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面態(tài)
        3.3.2 勢(shì)壘層體陷阱
2O₃/AlGaN間界面態(tài)">        3.3.3 Al₂O₃/AlGaN間界面態(tài)
    3.4 凹槽柵MOS HEMT特性仿真
    3.5 本章小結(jié)
第四章 凹槽柵MOS HEMT器件直流特性分析
    4.1 器件介紹和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.2 凹槽柵MOS HEMT器件基本特性
        4.2.1 凹槽柵MOS HEMT器件的IV特性
        4.2.2 凹槽柵MOS HEMT器件的C-V特性
    4.3 HEMT器件電應(yīng)力退化模型
        4.3.1 退化模型
        4.3.2 溝道熱電子注入
        4.3.3 柵極電子注入
    4.4 凹槽柵MOS HEMT器件高場(chǎng)電應(yīng)力分析
        4.4.1 開(kāi)態(tài)應(yīng)力下器件的退化分析
        4.4.2 關(guān)態(tài)應(yīng)力下器件的退化分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MOS HEMT器件界面陷阱分析
    5.1 電導(dǎo)法原理
    5.2 利用電導(dǎo)法對(duì)MOS HEMT界面態(tài)進(jìn)行分析
        5.2.1 MOS-HEMT電容的電導(dǎo)法等效模型
        5.2.2 凹槽柵MOS HEMT異質(zhì)結(jié)界面態(tài)分析
    5.3 電應(yīng)力對(duì)界面態(tài)的影響
        5.3.1 正柵壓應(yīng)力
        5.3.2 負(fù)柵壓應(yīng)力
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]F等離子體處理增強(qiáng)型AlGaN/GaN HEMT的可靠性研究[D]. 郭星.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]AlGaN/GaNHEMT的特性及抑制電流崩塌的研究[D]. 顏雨.西安科技大學(xué) 2011
[4]復(fù)合勢(shì)壘高電子遷移率晶體管的研制與分析[D]. 解露.西安電子科技大學(xué) 2011
[5]AlGaN/GaN HEMT退化機(jī)制及抑制方法[D]. 李婷婷.西安電子科技大學(xué) 2011
[6]凹槽柵MOS-HEMTs器件的制備和特性分析[D]. 潘才淵.西安電子科技大學(xué) 2011
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