發(fā)布時間：2021-07-07 15:54

　　氮化鎵（GaN）作為一種新型半導(dǎo)體材料,具有禁帶寬度大（3.39eV）、擊穿電場強度高（～3.0MV/cm）和電子遷移率高（800～1700cm2/Vs）等特點,在功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域得到了極大的關(guān)注。而由GaN材料構(gòu)成的AlGaN/GaN高遷移率晶體管（HEMTs）同樣在禁帶寬度、電子遷移率和擊穿電壓上具有優(yōu)勢。同時由于該器件的AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面會形成二維電子氣（2DEGs）,濃度可高達1×1013cm-2,因而AlGaN/GaN HEMTs器件可以輸出較大的電流,結(jié)合器件高的耐壓能力,因此它有較大的輸出功率。AlGaN/GaN HEMTs在高頻高功率場合下被廣泛應(yīng)用。然而AlGaN/GaN HEMTs器件仍然存在一些未解決的問題,也是橫向器件固有的問題,例如如何進一步優(yōu)化器件的表面電場,以提高器件的優(yōu)值,即在較小的比導(dǎo)通電阻的情況下獲得較高的耐壓。同時還應(yīng)考慮在高頻、高壓大電流應(yīng)用場合下器件的可靠性問題等。本文針對這些問題對AlGaN/GaN HEMTs器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與可靠性進行了研究,主要內(nèi)容為：1.提出了一種提高器件耐壓能力的方法,即在襯底靠近器件漏極的區(qū)域,進行一種與... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
第1章 緒論
    1.1 AlGaN/GaN HEMTs作為功率開關(guān)的優(yōu)勢
    1.2 AlGaN/GaN HEMTs器件優(yōu)化及可靠性提高的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 過渡層(Buffer Layer)的改進
        1.2.2 AlGaN/GaN異質(zhì)層結(jié)構(gòu)的改進
        1.2.3 常通型(D-mode)AlGaN/GaN HEMTs的優(yōu)化
        1.2.4 優(yōu)化表面電場抑制Current Collapse現(xiàn)象
    1.3 本論文的主要工作和創(chuàng)新點
        1.3.1 本論文主要工作
        1.3.2 本論文創(chuàng)新點
    1.4 本論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 基本理論
    2.1 AlGaN/GaN HEMTs結(jié)構(gòu)與AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)
        2.1.1 AlGaN/GaN HEMTs基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 極化效應(yīng)與二維電子氣
        2.1.3 碰撞電離效應(yīng)
    2.2 橫向功率器件表面電場的優(yōu)化(橫向結(jié)終端技術(shù))
        2.2.1 場限環(huán)技術(shù)(FLR)
        2.2.2 場板技術(shù)(FP)
        2.2.3 橫向變摻雜技術(shù)(VLD)
    2.3 陷阱的形成與器件性能的退化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 AlGaN/GaN HEMTs的器件仿真
    3.1 帶有源場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs器件仿真建模
        3.1.1 仿真原理
        3.1.2 工藝仿真軟件介紹
        3.1.3 仿真方案設(shè)計
    3.2 帶有源場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs器件仿真
        3.2.1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs器件耐壓仿真
        3.2.2 改進結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs器件耐壓仿真
        3.2.3 仿真驗證AlGaN/GaN HEMTs器件改進結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
        3.2.4 仿真結(jié)論
    3.3 本章小結(jié)
第4章 帶有場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs可靠性測試
    4.1 可靠性測試方法及PWM測試原理
    4.2 帶有場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs可靠性測試平臺搭建
        4.2.1 待測AlGaN/GaN HEMTs器件介紹
        4.2.2 測試使用實驗設(shè)備
        4.2.3 PWM測試平臺搭建
    4.3 帶有場板結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN HEMTs可靠性測試結(jié)果及分析
        4.3.1 PWM測試結(jié)果
        4.3.2 PWM測試實驗數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻
碩士期間參與的項目與發(fā)表和錄用的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]AlGaN/GaN HEMT器件直流掃描電流崩塌機理及其物理模型[J]. 郝躍,韓新偉,張進城,張金鳳.  物理學(xué)報. 2006(07)
[2]GaN基HEMT場板結(jié)構(gòu)研究進展[J]. 默江輝,蔡樹軍.  半導(dǎo)體技術(shù). 2006(06)
[3]GaN——第三代半導(dǎo)體的曙光[J]. 梁春廣,張冀.  半導(dǎo)體學(xué)報. 1999(02)
[4]有場限環(huán)和橫向變摻雜的平面結(jié)二極管電場分布的二維數(shù)值分析[J]. 曾軍,李肇基,陳星弼.  電子學(xué)報. 1992(05)
[5]場限環(huán)的簡單理論[J]. 陳星弼.  電子學(xué)報. 1988(03)

博士論文
[1]橫向高壓DMOS體內(nèi)場優(yōu)化與新結(jié)構(gòu)[D]. 成建兵.電子科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]GaN材料的極化特性研究[D]. 杜坤.西安電子科技大學(xué) 2011



本文編號：3269920