大功率的肖特基器件廣泛的應(yīng)用于各種開關(guān)器件中,而現(xiàn)在商業(yè)中廣泛應(yīng)用的還是硅基器件,但是硅基的功率器件在高頻和大功率傳輸上的表現(xiàn)很差,難以滿足日益需求的市場需求。GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體在高頻上有著良好的特性,但是由于耐受電壓比較低,導(dǎo)致在傳輸功率太低。第三代半導(dǎo)體GaN在功率傳輸上有著很好的特性,在高頻功率器件上有著很好的應(yīng)用發(fā)展。但是GaN的遷移率明顯要低于GaAs,導(dǎo)致GaN基的肖特基器件有著很大的串聯(lián)電阻,而使器件的截止頻率很難提高。使用AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)產(chǎn)生的二維電子氣作為導(dǎo)電層可以很好的解決串聯(lián)電阻的問題。通過將原有的單一Al組分的AlGaN層設(shè)計(jì)成多層不同Al組分的AlGaN層的漸變疊加。這種方法可以很好的降低器件的串聯(lián)電阻效應(yīng),提高肖特基器件的工作頻率,使可以器件工作在更高工作頻率,甚至器件可以工作在太赫茲頻率的工作環(huán)境下。本文在研究內(nèi)容上分為三個部分,首先是設(shè)計(jì)平面結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)的單層異質(zhì)結(jié)的肖特基器件,計(jì)算肖特基器件的串聯(lián)電阻、零偏壓下結(jié)電容和器件的截止頻率。通過修改器件的陽極長度這一個參數(shù)來得到截止頻率最大的陽極尺寸。其次是設(shè)計(jì)多層異質(zhì)結(jié)肖特基器件,在平面... 

【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)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

反型異質(zhì)結(jié)能帶圖

8鎵中鎵面和氮面的晶體結(jié)構(gòu)：圖2.2 氮化鎵中鎵面和氮面的晶體結(jié)構(gòu)AlGaN 和 AlGaN 產(chǎn)生的異質(zhì)結(jié)會產(chǎn)生兩種極化現(xiàn)象，一種是材料的自發(fā)極化效應(yīng)，另一種是壓電極化效應(yīng)。由于纖鋅礦晶格結(jié)構(gòu)的氮化鎵是對稱軸唯一的為中心對稱結(jié)構(gòu)，在晶胞內(nèi)部等效正電荷的中心位置位置和等效負(fù)電荷的中心位置不重合，一對有間距的正負(fù)電荷產(chǎn)生會形成一個電偶極子，形成自發(fā)極化現(xiàn)象，這樣一層又一層氮面和鎵面的疊加，也是一層又一層電偶極子的疊加。從氮化鎵材料整體角度來看，當(dāng)?shù)壉砻鏋殒壝鏁r(shí)候，自發(fā)極化效應(yīng)的方向?yàn)閺逆壝娴降壊牧系膬?nèi)部。而當(dāng)?shù)壊牧鲜盏酵饬D壓時(shí)候，晶格會發(fā)生變形，晶胞內(nèi)正負(fù)電荷位置發(fā)生改變，正負(fù)電荷的不重合產(chǎn)生偶極矩

圖2.3 AlGaN 中鎵面和氮面的晶體結(jié)構(gòu)定義二維電子氣（2DEG）為在三維空間里面可以在兩個維度上進(jìn)行無限制移動是在另一個維度上移動受到限定的電子聚集態(tài)形成的層級。二維電子氣（2DE器件的有十分重要的作用，尤其在器件的電學(xué)特性上。而二維電子氣的形成與異材料與極化作用有決定性的影響。在 AlGaAS/GaAs 異質(zhì)結(jié)器件里，2DEG 的來源主要由施主雜質(zhì)的電離形成的是在 AlGaN/GaN 形成的異質(zhì)結(jié)里，極化作用使非故意摻雜的 AlGaN/GaN 異質(zhì)可以有濃度很大的 2DEG。圖 2.4 為 AlGaN/GaN 形成異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)圖及 2D布：


本文編號：3046715