结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响

摘要：

基于漂移-扩散传输模型、费米狄拉克统计模型以及Shockley-Read-Hall复合模型等,通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程以及载流子连续性方程,模拟研究了材料结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响及其物理机制.结果表明,增加GaN沟道层的厚度(5-15 nm)与InAlN背势垒层的厚度(10-40 nm),均使得器件的饱和输出电流增大,阈值电压发生负向漂移.器件的跨导峰值随GaN沟道层厚度的增加与InAlN背势垒层厚度的减小而减小.模拟中,各种性能参数的变化趋势均随GaN沟道层与InAlN背势垒层厚度的增加而逐渐变缓,当GaN沟道层厚度超过15 nm、InAlN背势垒层厚度超过40 nm后,器件的饱和输出电流、阈值电压等参数基本趋于稳定.材料结构参数对器件性能影响的主要原因可归于器件内部极化效应、能带结构以及沟道中二维电子气的变化.

关键词：N极性面GaN/InAlN、高电子迁移率晶体管、结构参数、电学性能

所属期刊栏目：68

分类号：TN3;TN4

资助基金：国家自然科学基金重点项目61634002;国家自然科学基金青年科学基金61804089;国家自然科学基金联合基金U1830109;山东省高等学校科技计划J16LN04;烟台市重点研发计划2017ZH064资助的课题

在线出版日期：2020-01-08（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：288-294