本文主要針對AlGaN/GaN HEMT器件中的應力機制以及應力變化對器件特性的影響進行研究。GaN材料是第三代半導體中的典型代表,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,在AlGaN/GaN異質結界面處會形成高電子遷移率、高電子密度的二維電子氣。同時,AlGaN/GaN異質結中存在應力,二維電子氣對應力變化非常敏感�；贏lGaN/GaN HEMT器件原理和應力模型,本文利用Sentaurus TCAD仿真軟件研究應力變化對AlGaN/GaN HEMT器件特性的影響,建立了應力與電學特性參數(shù)的關系,闡述了應變晶格常數(shù)或應力弛豫度對器件轉移特性、輸出特性和擊穿特性的作用情況。研究結果表明AlGaN/GaN HEMT器件異質結的應力值與閾值電壓、飽和漏極電流近似成正比例,同時器件擊穿特性也因應力變化而提升。當器件應變晶格常數(shù)（a）增加0.001?時,閾值電壓約下降0.085 V而飽和漏極電流增加0.028A;當器件應力弛豫度（R）增加0.05時,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。進一步,為... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

六方纖鋅礦GaN晶體結構示意圖

電子科技大學碩士學位論文的凈極化正電荷會吸引自由電子，而且異質結界面 GaN 側存在量子阱，從而自由電子聚集在勢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結界面 GaN 側的薄層內，二維電子氣受到諸多因素的影響，如 AlGaN 層的Al 組分和厚度、應力等。

(c) (d)圖 2-5 氮化物異質結中的自發(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 異質結為基礎的，并且對于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，經歷了 MESFET、HEFT 等各類器件結構的探索研究，其中基于AlGaN/GaN 異質結結構的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 器件基本結構與原理GaAs 材料比 GaN 材料的發(fā)展更早、更為成熟，GaAs 材料體系已經建立了系統(tǒng)的理論，因此 GaN HEMT 器件的結構優(yōu)化和工作原理可以采用 GaAs 材料體系


本文編號：3419693