一种具有极化调制层的AlGaN/GaN HEMT结构

摘要：

针对AlGaN/GaN HEM T器件存在的GaN缓冲层漏电和栅极漏端处电场集中效应导致器件耐压性能不高,无法完全发挥GaN材料高击穿电压优势的问题,提出了一种具有极化调制层的AlGaN/GaN HEMT器件结构.该结构主要有2个特点:一是缓冲层材料用禁带宽度更大的Al0.05 Ga0.95 N代替GaN,以减小缓冲层漏电,提高击穿电压;其次是在栅漏间势垒层上外延一层极化调制层,该极化调制层由Al组分沿材料生长方向线性降低的AlxGa1-xN(0<x<0.26)材料构成.根据极化掺杂理论,Al组分逆向渐变的AlGaN材料因极化电荷不平衡会在体内诱导产生空穴.极化调制层的空穴在器件反向关断时有助于缓解栅极边沿电场集中,优化栅漏间电场分布,从而提升器件耐压能力.基于功率器件优值FO M标准,利用Sentaurus TCAD软件对提出结构进行模拟验证.实验结果表明,所提出结构的击穿电压为645 V,比导通电阻为1.09 mΩ·cm2,与常规双异质结器件结构相比,击穿电压提高了339％,而比导通电阻仅增加了0.38 mΩ·cm2,FOM值达到了382 MW·cm-2.

关键词：AlGaN/GaNHEMT;极化掺杂;击穿电压;比导通电阻;FOM

所属期刊栏目：41

分类号：TN386.1(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金;广西自然科学基金;桂林电子科技大学研究生教育创新计划

在线出版日期：2021-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：259-265