藍(lán)寶石襯底上以AlaN-GaN材料為基礎(chǔ)的ACT器件的設(shè)計(jì).pdf

1、ACT器件的全稱是聲電荷輸運(yùn)器件，是一種利用聲波來轉(zhuǎn)移電荷以輸運(yùn)信號(hào)的特種半導(dǎo)體器件。ACT器件的發(fā)明，產(chǎn)生了一種新型、高頻高速信號(hào)處理器，它可以直接應(yīng)用于射頻領(lǐng)域，是一種完全可編程的模擬信號(hào)處理器，不需要A/D與D/A轉(zhuǎn)換器。它具有信號(hào)處理速度快，可靠性高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事防御及商業(yè)系統(tǒng)中。
　　 本文對(duì)ACT器件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，闡述了ACT器件的工作原理、各種溝道結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)功率閾值及材料的選取要求。由于選擇AC

2、T器件材料的重要條件是材料的壓電特性，針對(duì)常用的砷化鎵材料壓電性能較弱，一定程度上限制了ACT器件的應(yīng)用這一問題，因此，本文提出了利用氮化鎵材料替代砷化鎵材料的可能性。論文首先比較了砷化鎵與氮化鎵的壓電特性，氮化鎵材料的優(yōu)良?jí)弘娞匦允沟眠@種材料只要較小的驅(qū)動(dòng)功率就可以得到足夠高的聲表面波電勢(shì)場(chǎng)。然后，論文的重點(diǎn)是在理論上研究了氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)溝道結(jié)構(gòu)特性，采用TCAD Silvaco軟件分別對(duì)砷化鎵基雙異質(zhì)結(jié)溝道結(jié)構(gòu)與氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)溝

3、道結(jié)構(gòu)ACT器件的能帶、電荷密度及電流密度分布進(jìn)行仿真與比較。結(jié)果表明氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)在溝道處可形成阱深為0.6eV的對(duì)稱量子阱結(jié)構(gòu)，比砷化鎵基雙異質(zhì)結(jié)的阱深要深，因此，氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)溝道能更有效地將電荷、電流限制于溝道內(nèi)，可以減少漏電流，提高器件的效率。理論模擬進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)溝道的二維電子氣分布集中在異質(zhì)結(jié)處（具有高二維電子氣面密度），這樣可以提高遷移率。由以上分析表明，氮化鎵較砷化鎵材料更加適合于ACT技術(shù)的應(yīng)用，可