在能源分配系統(tǒng)中,功率半導體器件占據(jù)著至關重要的角色。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,Si基器件的性能已經(jīng)接近其理論極限,尤其是在當前能源愈趨緊張的背景下發(fā)展半導體材料性能更優(yōu)的功率器件勢在必行。GaN作為第三代半導體材料,因其具有禁帶寬度大,臨界擊穿電場高和電子遷移率大等優(yōu)點,在射頻和功率器件領域具有廣闊的應用前景,獲得了國內外的廣泛關注。增強型器件因其具有失效保護（fail-safe）功能和能夠簡化驅動電路設計難度而成為功率應用領域的必然之選。然而AlGaN/GaN異質結固有極化效應產(chǎn)生的二維電子氣使得增強型器件一直是GaN領域的研究難點和熱點。Si基GaN器件因其具有低成本和硅工藝兼容的優(yōu)勢使其成為了GaN領域的研究熱潮。本文通過仿真和實驗研究了Si基AlGaN/GaN增強型MIS-HFET閾值電壓調制技術,主要內容包括:（1）通過仿真研究了柵槽刻蝕深度,柵介質,柵金屬功函數(shù)和介質/半導體界面正的固定電荷對增強型MIS-HFET閾值電壓的調制作用。仿真顯示,隨著柵凹槽深度的增大,器件閾值電壓增大,跨導增大;隨著柵介質厚度的增加,閾值電壓增大,但跨導減小,隨著柵介質材料介電常數(shù)的增加,閾值電壓減... 

【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)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 GaN材料特性
    1.3 GaN功率器件國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文架構和主要內容
第二章 AlGaN/GaN HFET器件物理與制備
    2.1 AlGaN/GaN異質結極化特性
        2.1.1 自發(fā)極化
        2.1.2 壓電極化
        2.1.3 AlGaN/GaN異質結極化特性
    2.2 AlGaN/GaN HFET器件特性
        2.2.1 常規(guī)器件結構與工作原理
        2.2.2 溝道二維電子氣的形成
        2.2.3 器件電學特性
    2.3 AlGaN/GaN HFET器件制備
        2.3.1 表面清洗，光刻和金屬剝離
        2.3.2 歐姆接觸
        2.3.3 有源區(qū)隔離
        2.3.4 器件表面鈍化和柵介質淀積
        2.3.5 柵極肖特基金屬淀積
    2.4 本章小結
第三章 GaN增強型MIS-HFET閾值電壓調制技術的仿真研究
    3.1 GaN HFET增強型器件實現(xiàn)方法
    3.2 AlGaN/GaN增強型MIS-HFET閾值電壓調制技術的仿真研究
        3.2.1 柵凹槽深度對增強型MIS-HFET閾值電壓的調制
        3.2.2 柵介質對增強型MIS-HFET閾值電壓的調控
        3.2.3 界面固定電荷對增強型MIS-HFET閾值電壓的影響
        3.2.4 柵金屬功函數(shù)對增強型MIS-HFET閾值電壓的調制
    3.3 本章小結
第四章 Si基GaN增強型MIS-HFET閾值電壓調制的實驗研究
    4.1 柵凹槽對增強型MIS-HFET閾值電壓的調制
        4.1.1 器件結構與制備
        4.1.2 器件性能測試與分析
    4.2 界面固定電荷對增強型MIS-HFET閾值電壓的調控
        4.2.1 器件結構與制備
        4.2.2 器件性能測試與分析
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3573398