硅基GaN功率MISFET新結構研究.pdf

1、由于GaN能和AlGaN等多元合金形成異質結并在異質結界面形成高遷移率的二維電子氣（2DEG）且具有高禁帶寬度，所以第三代半導體GaN異質結器件在高功率、高頻應用中具有極大優(yōu)勢而受到了廣泛研究。為了更好地兼容傳統硅器件工藝平臺而降低成本，硅基氮化鎵（GaN-on-Si）增強型AlGaN/GaN功率金屬絕緣層半導體場效應晶體管（MISFET）是目前研究的重點。為了解決傳統增強型器件過度依賴精確度不高的干法刻蝕工藝這一問題，本文圍繞設計結構

2、、構造模型、仿真優(yōu)化三個方面對硅基GaN功率MISFET新結構進行了研究。
　　本研究主要內容包括：⑴分析傳統增強型AlGaN/GaN功率MISFET實現方法，對利用凹槽柵、p帽層、F離子處理等實現增強型性能的手段進行討論，針對一種解決了批量生產閾值穩(wěn)定性差、亞閾區(qū)斜率過高等問題且避免了使用難以激活的 p型材料的新型柵調制金屬-二維電子氣隧穿器件進行了細致分析。⑵為了解決傳統異質結器件的缺陷，以及進一步地優(yōu)化柵調制隧穿器件性能，首

3、先，本文提出并詳細研究了側槽柵隧穿場效應管（SG-TFET）新結構，其次，沿著SG-TFET的思路提出了淺場板集成柵（SFG）技術與一種配套的高溫快速刻蝕制備工藝，并在此基礎上提出了淺場板集成柵場效應管（SFG-FET）、半槽型陽極整流器（SHA-FER）等新結構，另外，通過SFG技術也提出了一種新型伽馬型陽極肖特基陽極二極管（GA-SBD），實現了超低開啟電壓與高阻斷特性的結合。本文通過數學物理方法深入分析并細致仿真了這幾種全新的增強