摘要：AlGaN特性优良，在光电器件领域应用前景广泛。但是缺陷也随之而来，成为当前技术突破的瓶颈。基于目前AlGaN光电器件发展面临的难题，需改进AlGaN基隧穿结结构，优化隧穿结特性。使用SILVACO仿真软件，设计了一种AlGaN基隧穿结结构，运用控制变量法，对隧穿结I-V特性、隧穿概率等电学特性随Al组分、隧穿结掺杂浓度、隧穿结厚度、InGaN插入层厚度的变化关系进行了研究。报告了一种具有最优特性的隧穿结结构，该结构电子空穴注入效率最高，导电能力最强，隧穿特性最优，光功率最好，电注入特性最佳，I-V特性曲线在高于阈值电压的范围内呈线性，是制备光电器件的最优结构。该成果有待在实际操作中实现，并在材料、工艺、器件方面进一步完善，使器件特性更优。相关经验还可应用于其它Ⅲ族氮化物的研究上，实现更高的技术突破。

关键词：AlGaN；隧穿结；SILVACO

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  AlGaN材料概述-1

1.1 AlGaN材料的优点-1

1.2 AlGaN材料的应用-1

1.3 AlGaN材料的研究进展-2

1.4 AlGaN材料的缺点-4

1.5 本章小结-6

第二章  隧穿结概述-8

2.1 隧穿结的简介-8

2.2 隧穿结的应用-8

2.3 隧穿结的研究进展-10

2.4 本章小结-11

第三章  研究方法-12

3.1 基本结构-12

3.2 SILVACO TCAD仿真软件-13

3.2.1 功能-13

3.2.2 基本操作-14

3.2.3 编译语言-14

3.3 分析方法-15

3.3.1 影响因素的选择-15

3.3.2 研究特性的选择-16

3.3.3 控制变量法-16

3.4 本章小结-17

第四章  AlGaN基隧穿结特性分析-18

4.1 插入层厚度对隧穿结特性的影响-18

4.2 隧穿结厚度对隧穿结特性的影响-21

4.3 Al组分对隧穿结特性的影响-25

4.4 隧穿结掺杂浓度对隧穿结特性的影响-28

4.5 本章小结-32

第五章  隧穿结结构优化-33

5.1 优化结构-33

5.2 最优特性-33

5.3 本章小结-34

第六章  研究小结-35

参考文献-36

致  谢-37

附  录-38