AlGaN-GaN HEMT逆壓電效應(yīng)模型及抑制技術(shù)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的微波功率器件(例如Si，Ge)已經(jīng)到達(dá)其性能極限，為了應(yīng)用于未來無線通信以及航空航天等領(lǐng)域，寬禁帶半導(dǎo)體諸如GaN、SiC 越來越受到科研人員的關(guān)注。AlGaN/GaN HEMT(高電子遷移率晶體管)可以克服寬禁帶半導(dǎo)體低電子遷移率的缺點(diǎn)，特別適合于高頻高功率應(yīng)用。
　　 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)由于自發(fā)極化效應(yīng)和壓電極化效應(yīng)在界面處產(chǎn)生高濃度的二維電子氣(2DEG)，與此同時(shí)，逆壓電效應(yīng)對(duì)2DEG 也會(huì)產(chǎn)生影響。

2、>　　 首先，在文中提出了一種逆壓電效應(yīng)模型(即電致耦合模型)來計(jì)算2DEG，在計(jì)算過程中考慮到弛豫度與附加電場(chǎng)對(duì)材料壓電極化效應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓電極化電荷密度低于傳統(tǒng)利用壓電模量方法的計(jì)算值，當(dāng)Al組分0.30 x ?時(shí)，兩種模型的計(jì)算值相差7.17[％]，由此可見，當(dāng)電場(chǎng)作用于材料時(shí)，材料產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，導(dǎo)致壓電極化電荷密度降低。其次，抑制逆壓電效應(yīng)，降低HEMT 器件的電流崩塌量并提高器件的擊穿電壓，這對(duì)于提高GaN 器件的工

3、作性能具有重要意義。通過在器件研制過程中采用源漏凹槽結(jié)構(gòu)來改變器件內(nèi)電場(chǎng)分布，從而提高器件工作特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，采用源漏凹槽結(jié)構(gòu)不僅可以降低源漏間電阻，且對(duì)于器件擊穿特性的影響如下：源、漏以及源漏三種凹槽結(jié)構(gòu)中，源漏凹槽結(jié)構(gòu)有利于提高器件柵漏擊穿電壓，在80V 電壓下柵極漏電流密度比源凹槽結(jié)構(gòu)低5.06×10-4A/mm ；源凹槽結(jié)構(gòu)有利于提高柵源擊穿電壓，在80V 電壓下柵極漏電流密度比漏凹槽結(jié)構(gòu)低11.71×10-4A/mm。