由于GaN材料在高溫、光電子、大功率、微波射頻等領(lǐng)域表現(xiàn)出諸多的優(yōu)勢,GaN半導(dǎo)體技術(shù)在近20多年得到了快速發(fā)展。特別是GaN材料外延技術(shù)的發(fā)展,讓GaN基器件得到了飛速發(fā)展。AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管（HEM T）因具有高的擊穿電場與優(yōu)秀的電子傳輸特性,而在微波射頻與大功率領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然GaN基HEMT具有很高的擊穿電場,但對GaN基器件的現(xiàn)有靜電放電（ESD）測試表明,GaN基HEMT也易受到ESD的危害。針對此問題,本文在對AlGaN/GaN HEMT的原理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,旨在探索一種能在AlGaN/GaN HEMT中集成且工藝兼容性好,電壓控制靈活的GaN基ESD防護(hù)器件。本文主要的研究工作與成果為以下幾點(diǎn)：1、分析了AlGaN/GaN HEMT的極化效應(yīng)和二維電子氣以及器件的工作原理。研究了短溝道單柵GaN基器件的柵極溝道能帶與漏端電壓以及柵極長度的關(guān)系,以及閾值電壓漂移的現(xiàn)象。研究了利用GaN短溝道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)器件工作。2、分析研究了TCAD-Sentaurus器件仿真軟件對AlGaN/GaN HEMTs的仿真物理模型,以及分析了靜電放電的模型。3、研... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 異質(zhì)結(jié)器件的ESD研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第2章 GaN基器件模型與ESD相關(guān)理論
    2.1 GaN基HEMT原理
        2.1.1 GaN材料的極化效應(yīng)
        2.1.2 GaN基器件二維電子產(chǎn)生機(jī)理
        2.1.3 GaN基HEMT的閾值電壓
        2.1.4 GaN基高電子遷移率晶體管的電壓-電流特性
    2.2 GaN基器件的仿真模型
    2.3 ESD放電模型
        2.3.1 人體放電模型
        2.3.2 機(jī)器放電模型
        2.3.3 器件充電模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單向GaN基ESD防護(hù)器件研究與仿真
    3.1 單向GaN基ESD防護(hù)器件的結(jié)構(gòu)與原理
    3.2 器件的仿真與結(jié)果討論
        3.2.1 陽極面積對器件特性的影響
        3.2.2 陽極與陰極間距對器件特性的影響
        3.2.3 不同AlGaN勢壘層Al組分對器件導(dǎo)通特性的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙向AlGaN/GaN ESD防護(hù)器件器件
    4.1 器件結(jié)構(gòu)與工作原理
        4.1.1 GaN基器件的短溝道效應(yīng)
        4.1.2 雙向AlGaN/GaN ESD防護(hù)器件的結(jié)構(gòu)與原理
    4.2 仿真結(jié)果與討論
        4.2.1 AlGaN/GaN HEMT常關(guān)溝道的實(shí)現(xiàn)
        4.2.2 雙向AlGaN/GaN ESD防護(hù)器件的仿真與討論
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]AlGaN/GaN SBD的正向?qū)ㄌ匦匝芯縖J]. 孫曉,郭偉玲,徐儒,朱彥旭,孫捷,陳艷芳,李松宇,鄒德恕.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2015(05)
[2]CMOS工藝中GG-NMOS結(jié)構(gòu)ESD保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J]. 杜鳴,郝躍,朱志煒.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2005(08)
[3]CMOS集成電路的ESD設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 于宗光.  電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2001(02)



本文編號：3643273