發(fā)布時間：2023-08-02 20:09

　　AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管(HFET)器件自身所具有的低比導(dǎo)通電阻(R_on,sp)、低開關(guān)損耗以及高耐壓(BV)等特性使其成為目前電力電子領(lǐng)域非常矚目的一個研究熱點。然而,常規(guī)AlGaN/GaN HFET由于自發(fā)的常開型溝道而具有負的閾值電壓(V_TH),這嚴重限制了其在電力電子系統(tǒng)中的應(yīng)用;而且,常規(guī)AlGaN/GaN HFET器件耐壓時會在柵極附近出現(xiàn)電勢集中現(xiàn)象,這也使得器件遠沒能夠發(fā)揮GaN材料的高耐壓特性。針對這些問題,本論文從GaN材料的極化特性出發(fā),著重分析了AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中電荷的分布情況,從電荷的角度研究了常規(guī)AlGaN/GaN HFET器件耐壓以及閾值電壓等特性受材料參數(shù)影響的機理,進而展開更深層次的研究,主要創(chuàng)新如下:(1)基于AlGaN/GaN HFET器件中電荷的分析,研究了雙異質(zhì)結(jié)器件的電荷特性。阻斷狀態(tài)下,器件中雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)溝道耗盡時會在AlGaN勢壘層兩側(cè)形成有相反極性的固定電荷,尤其是在AlGaN調(diào)制層/AlGaN勢壘層形成負電荷可以吸引部分AlGaN勢壘層/GaN襯底異質(zhì)結(jié)正極化電荷向柵極發(fā)...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 AlGaN/GaNHFET器件存在問題以及研究動態(tài)
    1.3 論文工作安排
第二章 AlGaN/GaNHFET基本原理介紹
    2.1 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的基本原理
        2.1.1 極化效應(yīng)
        2.1.2 二維電子氣
    2.2 AlGaN/GaNHFET基本結(jié)構(gòu)和原理
        2.2.1 導(dǎo)通機制和閾值電壓
        2.2.2 阻斷機制和擊穿機理
    2.3 器件仿真介紹
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙異質(zhì)結(jié)AlGaN/GaNHFET特性分析
    3.1 雙異質(zhì)結(jié)AlGaN/GaNHFET結(jié)構(gòu)和基本原理分析
        3.1.1 雙異質(zhì)結(jié)的基本原理分析
        3.1.2 模擬結(jié)果和基本特性分析
        3.1.3 相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化和基本分析
    3.2 新型具有增強型特性的高耐壓雙異質(zhì)結(jié)器件
        3.2.1 新型器件基本結(jié)構(gòu)和基本原理
        3.2.2 閾值電壓和耐壓特性分析對比
    3.3 本章小結(jié)
第四章 具有場板調(diào)制的雙異質(zhì)結(jié)AlGaN/GaNHFET的特性分析
    4.1 場板結(jié)構(gòu)在常規(guī)AlGaN/GaNHFET中的應(yīng)用
        4.1.1 場板結(jié)構(gòu)和基本原理
        4.1.2 具有場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaNHFET
        4.1.3 場板AlGaN/GaNHFET的耐壓分析
    4.2 場板在雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
        4.2.1 具有場板結(jié)構(gòu)的雙異質(zhì)結(jié)AlGaN/GaNHFET
        4.2.2 場板雙異質(zhì)結(jié)AlGaN/GaNHFET相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 下一步工作
致謝
參考文獻
碩士期間發(fā)表論文和獲獎情況



本文編號：3838455