隨著科技的進(jìn)步,氮化鎵（GaN）以優(yōu)異的特性在全世界范圍內(nèi)引起大量的關(guān)注和研究。本文介紹了GaN材料的特性,闡述了AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)器件的工作原理,并對影響垂直器件耐壓的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了簡要的分析。此外,本文對比分析了目前垂直器件主流制作工藝存在的優(yōu)勢和缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,分別創(chuàng)新性提出了三種新型GaN垂直器件耐壓結(jié)構(gòu):P型埋層結(jié)構(gòu)、復(fù)合絕緣介質(zhì)電流阻擋層結(jié)構(gòu)、電荷補(bǔ)償耐壓結(jié)構(gòu),均可明顯提高器件擊穿電壓同時(shí)兼具有低導(dǎo)通電阻。首先,為了提高器件的擊穿電壓,緩和擊穿電壓和導(dǎo)通電阻之間的矛盾,提出了一種帶P型埋層的GaN VFET新結(jié)構(gòu)。該P(yáng)型埋層能調(diào)節(jié)器件緩沖層內(nèi)部的電場分布,使得電場均勻性得到極大改善,從而能獲得更高的擊穿電壓。通過對PBL的摻雜濃度NPBL、厚度TPBL、長度LPBL、PBL層數(shù)等各關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的全面仿真優(yōu)化研究,該新結(jié)構(gòu)器件性能大幅提升。研究結(jié)果表明,PBL埋層結(jié)構(gòu)可提高器件的耐壓50%以上,器件優(yōu)值FOM進(jìn)一步接近GaN材料極限。其次,為解決電流阻擋層的面臨的難題,提出了一種具有復(fù)合絕緣介質(zhì)電流阻擋層的GaN垂直結(jié)構(gòu)器件。由于不同材料之間的介電常數(shù)的差異,使得兩者... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 垂直GaN基器件的研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容安排
第二章 垂直AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)器件的基本原理
    2.1 III–V族氮化物材料特性
    2.2 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中的二維電子氣
    2.3 垂直AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)器件工作原理
    2.4 垂直GaN異質(zhì)結(jié)器件的工藝概述
    2.5 本章小結(jié)
第三章 新型P型埋層GaN基垂直結(jié)構(gòu)器件研究
    3.1 GaN PBL-VFET器件結(jié)構(gòu)與工作原理
    3.2 GaN PBL-VFET電學(xué)特性分析
    3.3 PBL關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 具有復(fù)合電流阻擋層的新型GaN垂直結(jié)構(gòu)器件
    4.1 GaN CCBL-VFET器件結(jié)構(gòu)與工作原理
    4.2 GaN CCBL-VFET關(guān)鍵參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 新型電荷補(bǔ)償耐壓結(jié)構(gòu)GaN垂直器件研究
    5.1 GaN ICE-VFET器件結(jié)構(gòu)與工作原理
    5.2 GaN ICE-VFET關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)和器件優(yōu)值
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3155522