三維增強型AlGaN-GaN HEMT的仿真分析.pdf

1、作為第三代半導(dǎo)體材料，AlGaN/GaN以其高擊穿場強、高電子飽和速度以及高二維電子氣(2DEG)密度而引起人們的廣泛興趣。相比于傳統(tǒng)的Si基器件，AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）在能量密度、開關(guān)速度、工作溫度以及封裝尺寸等方面具有明顯的優(yōu)勢。其中增強型器件是目前GaN功率開關(guān)器件的研究熱點，而傳統(tǒng)的增強型AlGaN/GaN HEMT的閾值電壓太低。因此本文對一種新型的高閾值電壓AlGaN/GaN HEMT進(jìn)行了研究，其

2、主要內(nèi)容如下：
　?。?）分析傳統(tǒng)的凹槽柵增強型AlGaN/GaN HEMT的工作原理，并進(jìn)行該器件的流片實驗。試驗中對歐姆淀積工藝進(jìn)行了改善，歐姆接觸電阻為0.428Ω·mm；并開發(fā)出了一種高效率、低損傷的凹槽刻蝕法，刻蝕后材料表面的粗糙度為0.4 nm。制成的器件最大電流密度為624 mA/mm，閾值電壓1.35 V，性能與同期的國際先進(jìn)水平相當(dāng)。
　?。?）基于Sentaurus軟件對三維圍柵增強型AlGaN/GaN

3、HEMT進(jìn)行仿真分析。通過分析圍柵的能帶調(diào)控原理，闡述了2DEG、側(cè)面導(dǎo)電通道的耗盡與形成。當(dāng)器件寬度為60 nm時，器件的閾值電壓為0.44 V，電流密度超過1.3 A/mm，由于三維柵極對異質(zhì)結(jié)溝道具有更強的調(diào)控作用，器件的亞閾斜率低至75 mV/dec，最大跨導(dǎo)超過850 mS/mm。
　?。?）提出了一種新型的三維隧穿增強型AlGaN/GaN HEMT，并使用Sentaurus軟件進(jìn)行仿真分析。該器件利用源極肖特基金屬形成