1. 研究目的与意义
AlGaN/GaN HEMT因其禁带宽、饱和速度高、大击穿电场及稳定的热性能等优点而具有广阔的高功率应用前景。然而AlGaN/GaN HEMT在大功率条件下应用时,由于外加源漏电压很高,器件特性会表现出电流崩塌效应,导致器件性能降低,影响其实际应用的前景。研究表明,器件中的表面态、势垒层陷阱及缓冲层陷阱俘获沟道二维电子气(2DEG)被认为是导致电流崩塌的主要原因。
本文拟采用场板结构,通过优化器件场板结构参数,优化电场分布,调节沟道2DEG峰值温度,减少隧穿电子的数量。通过全面分析场板长度及场板下的绝缘层厚度对沟道2DEG的影响,为抑制GaN HEMT器件电流崩塌效应提供指导。
目的:通过该课题的研究,让学生对GaN HEMT器件的性质、2DEG以及工艺结构和过程有进一步的较深刻的理解。
2. 研究内容和问题
设计内容:基于Silvaco TCAD软件完成GaN基HEMT器件的结构设计和优化仿真,研究器件的电学参数特性。
设计目标:基于Silvaco TCAD软件,得出GaN基HEMT器件制程的工艺结构设计。拟采用场板结构,通过优化器件场板结构参数,优化电场分布,调节沟道2DEG峰值温度,减少隧穿电子的数量。通过全面分析场板长度及场板下的绝缘层厚度对沟道2DEG的影响,为抑制GaNHEMT器件电流崩塌效应提供指导。
解决的关键问题:从工艺路线完成结构设计并优化结构参数。
3. 设计方案和技术路线
课题的研究方法:在掌握GaN基HEMT器件结构特性的基础上,采用SilvacoTCAD仿真工具在工艺上得出该器件的结构。通过优化器件场板结构参数,进一步改善GaN基HEMT器件的电学特性,分析特性参数的影响。
课题的技术路线:
(1)查阅资料了解GaN基HEMT器件的结构和性能。
4. 研究的条件和基础
掌握固体物理或半导体物理基础知识,熟悉Silvaco TCAD软件,具备一定的中英文文献的查阅和阅读能力。
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