本文主要針對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件中的應(yīng)力機(jī)制以及應(yīng)力變化對(duì)器件特性的影響進(jìn)行研究。GaN材料是第三代半導(dǎo)體中的典型代表,具有寬帶隙、高電子遷移率、高電子飽和速率,適用于高頻、高溫、高壓等惡劣環(huán)境。而且,GaN材料具有極化效應(yīng),在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面處會(huì)形成高電子遷移率、高電子密度的二維電子氣。同時(shí),AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中存在應(yīng)力,二維電子氣對(duì)應(yīng)力變化非常敏感�；贏lGaN/GaN HEMT器件原理和應(yīng)力模型,本文利用Sentaurus TCAD仿真軟件研究應(yīng)力變化對(duì)AlGaN/GaN HEMT器件特性的影響,建立了應(yīng)力與電學(xué)特性參數(shù)的關(guān)系,闡述了應(yīng)變晶格常數(shù)或應(yīng)力弛豫度對(duì)器件轉(zhuǎn)移特性、輸出特性和擊穿特性的作用情況。研究結(jié)果表明AlGaN/GaN HEMT器件異質(zhì)結(jié)的應(yīng)力值與閾值電壓、飽和漏極電流近似成正比例,同時(shí)器件擊穿特性也因應(yīng)力變化而提升。當(dāng)器件應(yīng)變晶格常數(shù)（a）增加0.001?時(shí),閾值電壓約下降0.085 V而飽和漏極電流增加0.028A;當(dāng)器件應(yīng)力弛豫度（R）增加0.05時(shí),則閾值電壓約增加0.095 V而器件飽和漏極電流降低0.028 A。進(jìn)一步,為... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

六方纖鋅礦GaN晶體結(jié)構(gòu)示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的凈極化正電荷會(huì)吸引自由電子，而且異質(zhì)結(jié)界面 GaN 側(cè)存在量子阱，從而自由電子聚集在勢(shì)阱中形成二維電子氣（2DEG）,如圖 2-4 (d)所示，二維電子氣分布在異質(zhì)結(jié)界面 GaN 側(cè)的薄層內(nèi)，二維電子氣受到諸多因素的影響，如 AlGaN 層的Al 組分和厚度、應(yīng)力等。

(c) (d)圖 2-5 氮化物異質(zhì)結(jié)中的自發(fā)極化和壓電極化。(a)Ga面 AlGaN/GaN（自上向下）；(b) N 面 AlGaN/GaN；(c)Ga 面 GaN/AlGaN（自上向下）；(d)N 面 GaN/AlGaN2.2 AlGaN/GaN HEMT 器件工作原理現(xiàn)有 GaN 電子器件主要是以 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的，并且對(duì)于AlGaN/GaN HEMT 的研究最多。 GaN HEMT 器件的名稱為 基高電子遷移率晶體管，在Ⅲ-Ⅴ電子器件的早期研究階段，經(jīng)歷了 MESFET、HEFT 等各類器件結(jié)構(gòu)的探索研究，其中基于AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的HFET因其性能優(yōu)異而很快成為 GaN 電子器件的主流，并且 GaN HFET 通常稱為 GaN 高電子遷移率晶體管（ HEMT）。2.2.1 器件基本結(jié)構(gòu)與原理GaAs 材料比 GaN 材料的發(fā)展更早、更為成熟，GaAs 材料體系已經(jīng)建立了系統(tǒng)的理論，因此 GaN HEMT 器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工作原理可以采用 GaAs 材料體系


本文編號(hào)：3419693