本文重點研究了凹槽柵AlGaN/GaNMOS HEMT的電流-電壓特性和電容-電壓特性,以及對其界面態(tài)等進行了分析。首先,利用Silvaco TCAD半導體器件和工藝仿真工具,設計凹槽柵MOS HEMT的結構,并通過逐步仿真,確定了槽柵MOS HEMT的具體結構參數(shù)和陷阱摻雜,從而實現(xiàn)了增強型器件的仿真結果,并與常規(guī)器件進行了特性的對比仿真和分析。其次,利用Keithley4200scs精密半導體分析儀,對槽柵MOS HEMT和常規(guī)器件進行基本特性的測試和分析,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,但跨導相對常規(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。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,通過獨立的溝道熱電子注入和柵極電子注入應力實驗和分析,發(fā)現(xiàn)在柵極電子注入條件下,強電場下的柵極電子也能進入溝道,影響二維電子氣的密度。提出了柵介質/勢壘層間界面陷阱俘獲來自溝道的熱電子或者柵極注入的電子形成負電荷層而導... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 AlGaN/GaN HEMT器件的研究進展
    1.2 凹槽柵MOS HEMT器件的發(fā)展
    1.3 研究內(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異質結的結構
        2.1.2 AlGaN/GaN異質結二維電子氣的計算
    2.2 槽柵MOS HEMT器件的關鍵工藝
2O₃的引入">    2.3 柵介質Al₂O₃的引入
2O₃的特點">        2.3.1 柵介質Al₂O₃的特點
2O₃柵介質生長工藝">        2.3.2 Al₂O₃柵介質生長工藝
    2.4 本章小結
第三章 凹槽柵MOS-HEMT器件特性仿真
    3.1 Silvaco仿真軟件及關鍵方法
        3.1.1 Silvaco TCAD仿真組件
        3.1.2 仿真中關鍵參數(shù)設置
    3.2 不同結構參數(shù)對器件特性的影響
        3.2.1 勢壘層不同摻雜濃度下的轉移特性對比
        3.2.2 Al組分對器件特性的影響
        3.2.3 不同凹槽刻蝕深度對器件的影響
        3.2.4 不同柵介質厚度的器件轉移特性
    3.3 不同位置的陷阱對器件特性的影響
        3.3.1 AlGaN/GaN異質結界面態(tài)
        3.3.2 勢壘層體陷阱
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
第四章 凹槽柵MOS HEMT器件直流特性分析
    4.1 器件介紹和實驗設計
    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器件高場電應力分析
        4.4.1 開態(tài)應力下器件的退化分析
        4.4.2 關態(tài)應力下器件的退化分析
    4.5 本章小結
第五章 MOS HEMT器件界面陷阱分析
    5.1 電導法原理
    5.2 利用電導法對MOS HEMT界面態(tài)進行分析
        5.2.1 MOS-HEMT電容的電導法等效模型
        5.2.2 凹槽柵MOS HEMT異質結界面態(tài)分析
    5.3 電應力對界面態(tài)的影響
        5.3.1 正柵壓應力
        5.3.2 負柵壓應力
    5.4 本章小結
第六章 總結
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]氮化鎵基HEMT器件高場退化效應與熱學問題研究[D]. 楊麗媛.西安電子科技大學 2013

碩士論文
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[5]AlGaN/GaN HEMT退化機制及抑制方法[D]. 李婷婷.西安電子科技大學 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 2011
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本文編號：2950122