以GaN為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,近年來(lái)因其優(yōu)良的特性（臨界擊穿電場(chǎng)高、電子飽和速率高、耐高溫、抗輻照）成為研究熱點(diǎn),在大功率、高頻等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。III-V族氮化合物AlGaN/GaN高遷移率晶體管（High Mobility Electron Transistors,AlGaN/GaN HEMTs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)（Heterojunction）因極化效應(yīng)在不摻雜的情況下產(chǎn)生高濃度的高遷移率二維電子氣（2-DEG）,形成導(dǎo)電溝道。盡管AlGaN/GaN HEMT器件發(fā)展迅速,但到目前為止,其擊穿電壓仍然遠(yuǎn)低于其理論值。針對(duì)這一問(wèn)題,本文利用Sentaurus TCAD仿真軟件建立相應(yīng)模型,通過(guò)數(shù)值計(jì)算仿真,優(yōu)化器件電場(chǎng)分布,降低柵極邊緣的峰值電場(chǎng),提高器件擊穿電壓。本論文對(duì)以下兩個(gè)方面進(jìn)行了研究:（1）單層?xùn)沤饘賵?chǎng)板（Gate connected Field Plate）。器件采用柵場(chǎng)板結(jié)構(gòu)后可以改變溝道中的電場(chǎng)分布情況,降低第一峰值電壓,產(chǎn)生第二電場(chǎng)峰值,使柵漏之間的電場(chǎng)分布更加均勻,提高器件的擊穿電壓,從105 V增大到了300 V。（2）階梯AlGaN勢(shì)壘層。根據(jù)溝道2DE... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 AlGaN/GaN材料體系
        1.2.1 GaN材料簡(jiǎn)介
        1.2.2 氮化物合金材料簡(jiǎn)介
    1.3 GaN器件簡(jiǎn)介
        1.3.1 制備工藝優(yōu)化
        1.3.2 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料優(yōu)化
        1.3.3 AlGaN/GaN器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        1.3.4 GaN器件應(yīng)用領(lǐng)域
        1.3.5 GaN器件研究現(xiàn)狀
        1.3.6 GaN產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 仿真平臺(tái)Sentaurus簡(jiǎn)介及應(yīng)用
    2.1 Sentaurus軟件簡(jiǎn)介
        2.1.1 Sentaurus Workbench
        2.1.2 Sentaurus Process
        2.1.3 Sentaurus Structure Editor
        2.1.4 Sentaurus Device
            2.1.4.1 主要物理模型
            2.1.4.2 SDE命令文件
            2.1.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則
    2.2 本章小結(jié)
第三章 HEMT器件特性分析
    3.1 極化效應(yīng)
        3.1.1 族氮化物
        3.1.2 氮化物合金材料的極化強(qiáng)度
    3.2 二維電子氣
    3.3 HEMT器件工作原理
        3.3.1 HEMT器件性能參數(shù)
        3.3.2 HEMT器件擊穿機(jī)制
    3.4 本章小結(jié)
第四章 柵場(chǎng)板的仿真優(yōu)化
    4.1 器件經(jīng)典結(jié)構(gòu)
    4.2 鈍化層研究
    4.3 柵場(chǎng)板的研究
        4.3.1 柵場(chǎng)板長(zhǎng)度優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 階梯AlGaN勢(shì)壘層的AlGaN/GaN HEMTs器件設(shè)計(jì)與仿真
    5.1 階梯AlGaN勢(shì)壘層的器件設(shè)計(jì)與仿真分析
        5.1.1 新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.1.2 階梯高度的影響
        5.1.3 階梯長(zhǎng)度的影響
        5.1.4 場(chǎng)板技術(shù)對(duì)新結(jié)構(gòu)的影響
    5.2 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]階梯AlGaN外延新型Al0.25Ga0.75N/GaNHEMTs擊穿特性分析[J]. 段寶興,楊銀堂.  物理學(xué)報(bào). 2014(05)
[2]家用電器低碳化技術(shù)——效率篇[J]. 黃遜青.  電器. 2012(06)
[3]中科院微電子所研制成功毫米波GaN功率器件[J].   稀土信息. 2010(02)
[4]The mobility of two-dimensional electron gas in AlGaN/GaN heterostructures with varied Al content[J]. ZHANG JinFeng, HAO Yue, ZHANG JinCheng & NI JinYu Key Laboratory of the Ministry of Education for Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices, School of Microelectronics, Xidian University, Xi’an 710071, China.  Science in China（Series F:Information Sciences）. 2008(06)
[5]AlGaN/GaN場(chǎng)板結(jié)構(gòu)高電子遷移率晶體管的場(chǎng)板尺寸優(yōu)化分析[J]. 魏巍,郝躍,馮倩,張進(jìn)城,張金鳳.  物理學(xué)報(bào). 2008(04)
[6]高擊穿電壓的AlGaN/GaN FP-HEMT研究與分析[J]. 郭亮良,馮倩,郝躍,楊燕.  物理學(xué)報(bào). 2007(05)

碩士論文
[1]基于場(chǎng)板和背勢(shì)壘技術(shù)的AlGaN/GaNHEMT耐壓結(jié)構(gòu)研究[D]. 郭涵.電子科技大學(xué) 2013
[2]AlGaN/GaN HEMT器件場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的特色設(shè)計(jì)[D]. 王樂(lè).西安電子科技大學(xué) 2013
[3]GaN基HEMT器件按比例縮小規(guī)律的研究[D]. 徐超.西安電子科技大學(xué) 2010
[4]AlGaN/GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管的TCAD研究[D]. 劉巖.山東大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3027248