由于GaN化合物半導(dǎo)體具有寬帶隙、高飽和速度和高擊穿場強等優(yōu)良性能,AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）在微波功率放大器和高壓開關(guān)電路應(yīng)用中具有很大的發(fā)展前景。由于功率開關(guān)和柵極驅(qū)動電路的設(shè)計需求,增強型AlGaN/GaN HEMT器件才開始被推廣研究。通常,實現(xiàn)增強型AlGaN/GaN HEMT器件有若干方法,包括常規(guī)凹槽柵、超薄勢壘設(shè)計、氟（F）等離子體處理和P-GaN結(jié)構(gòu)等。其中F等離子體處理實現(xiàn)增強型器件的方法優(yōu)點較多:其一,低功率處理對AlGaN勢壘層造成的損傷低;其二,F離子抑制了柵泄漏電流,是一種比較可靠的制備增強型器件的方法。而可靠性是耗盡型和增強型HEMT的主要問題,特別是對于增強型HEMT,在某些應(yīng)用環(huán)境下,AlGaN勢壘層中F離子的穩(wěn)定性關(guān)乎器件乃至整個電路的可靠性。故本文對F等離子體注入實現(xiàn)增強型AlGaN/GaN HEMT器件的電應(yīng)力可靠性問題進(jìn)行探討研究。首先利用SRIM軟件仿真了F離子注入,可以觀察到F離子在復(fù)合靶材料AlGaN/GaN中的分布,提取其投影射程的標(biāo)準(zhǔn)偏差參數(shù),然后通過Silvaco TCAD軟件進(jìn)行F離子注入實現(xiàn)增強型器件仿真,... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ga面和N面鉛鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN示意圖

第二章 AlGaN/GaN HEMT 器件及 F 注入實現(xiàn)增強型器件13圖2.2 應(yīng)力造成的壓電極化：(a)無應(yīng)力時，極化矢量之和為零；(b)晶格常數(shù)不同引起的應(yīng)力，導(dǎo)致極化電場不平衡[52]圖2.3 Ga 面極性生長的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)：(a)極化感生電荷分布；(b)能帶圖由于極化效應(yīng)導(dǎo)致 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其能帶圖如圖 2.3（b）所示，可見在異質(zhì)結(jié)處靠 GaN 一側(cè)產(chǎn)生一個深且窄的電子勢阱[56]。由于導(dǎo)帶帶階，勢阱中的電子局限在平面上作橫向運動，故稱這些受限制電子為二維電子氣，正是因為勢阱的作用，異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣具有很高的面密度和電子遷移率，其在橫向電場作用下

13圖2.3 Ga 面極性生長的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)：(a)極化感生電荷分布；(b)能帶圖由于極化效應(yīng)導(dǎo)致 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其能帶圖如圖 2.3（b）所示，可見在異質(zhì)結(jié)處靠 GaN 一側(cè)產(chǎn)生一個深且窄的電子勢阱[56]。由于導(dǎo)帶帶階，勢阱中的電子局限在平面上作橫向運動，故稱這些受限制電子為二維電子氣，正是因為勢阱的作用，異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣具有很高的面密度和電子遷移率，其在橫向電場作用下，漂移速度很高。不考慮異質(zhì)結(jié)材料摻雜，其界面處 2DEG 面密度的表達(dá)式為： pol022DEG S F Cn q E Eq d q (2-1)式中pol 為 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)界面處感生的凈極化電荷，q 為單位電荷量，0 為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Low power fluorine plasma effects on electrical reliability of AlGaN/GaN high electron mobility transistor[J]. 楊凌,周小偉,馬曉華,呂玲,曹艷榮,張進(jìn)成,郝躍.  Chinese Physics B. 2017(01)
[2]Degradation mechanism of enhancement-mode AlGaN/GaN HEMTs using fluorine ion implantation under the on-state gate overdrive stress[J]. 孫偉偉,鄭雪峰,范爽,王沖,杜鳴,張凱,陳偉偉,曹艷榮,毛維,馬曉華,張進(jìn)成,郝躍.  Chinese Physics B. 2015(01)
[3]增強型AlGaN/GaN槽柵HEMT研制與特性分析[J]. 郝躍,王沖,倪金玉,馮倩,張進(jìn)城,毛維.  中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(01)
[4]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)

博士論文
[1]GaN基半導(dǎo)體材料與HEMT器件輻照效應(yīng)研究[D]. 呂玲.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3328800