【摘 要】
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第三代半导体材料GaN具有优良的电子性质、高饱和电子漂移速度和高击穿电压等优点,因此基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的高电子迁移率晶体管(HEMT),在制作高频、高功率器件方面有
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第三代半导体材料GaN具有优良的电子性质、高饱和电子漂移速度和高击穿电压等优点,因此基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的高电子迁移率晶体管(HEMT),在制作高频、高功率器件方面有着广阔的应用前景和重要地位,但是AlxGa1-xN/GaN异质结构的HEMT中的漏电流限制着它的具体应用,如何从漏电流的形成机制和调控入手,解决氮化物半导体器件中的漏电流问题,是氮化物半导体器件物理的一个研究课题。本论文将以AlxGa1-xN/GaN异质结构的HEMT为核心,对其由温度涨落引起的栅漏电流及异质结界面的粗糙引起的源漏间漏电流进行详细的理论计算研究和讨论。首先介绍了 AlxGa1-xN/GaN异质结的基本结构,高密度二维电子气的来源、分布、浓度及理想AlxGa1-xN/GaN异质结基HEMT的电源电压特性。建立两种AlxGa1-xN/GaN异质结HEMT的电流电压模型,一个是反向串联二极管模型,一个是结型场效应晶体管模型,并给出电流电压关系。然后在AlxGa1-xN/GaN异质结基本物理性质和反向串联二极管模型的基础上研究AlxGa1-xN/GaN异质结HEMT中由二维电子气热涨落所引起的栅漏电流。并说明不同于其他研究的缺陷相关的漏电流机制,由二维电子气热涨落引起的AlxGa1-xN/GaN异质结栅漏电流也是漏电流机制的一种。然后在AlxGa1-xN/GaN异质结基本物理性质和结型场效应晶体管模型的基础上研究AlxGa1-xN/GaN异质结HEMT中由AlxGa1-xN层厚度t涨落所引起的异质结界面的漏电流。并说明不同于其他研究的缺陷相关的漏电流机制,由AlxGa1-xN层厚度t涨落引起的AlxGa1-xN/GaN异质结界面漏电流也是漏电流机制的一种。
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