摘要：GaN基HEMT器件相比前两代半导体材料具有大的禁带宽度、高的击穿电场、高电子迁移率等优势,在高温、高频大功率应用领域展现出了极大的潜力,成为了近年半导体领域研究的热点。而为了简化栅极驱动电路的设计，从而降低成本，通过工艺实现了多种增强型器件。在已报到的几种主流方法中，以P型栅结构GaN基HEMT器件由于其栅下生长了一层 p-GaN，栅极与沟道之间距离增大，导致栅漏电流增大。栅极可靠性是制约器件性能的关键因素，本文的主要工作就是针对其可靠性进行了研究，通过学习器件可靠性测试方法和Silvaco TCAD仿真软件研究p型栅结构GaN基HEMT器件栅极可靠性。

关键词：氮化镓；高电子迁移率晶体管；P型栅结构；栅极可靠性

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论..5

1.1 GaN材料的特性简介..5

1.2 GaN基HEMT器件研究进展7

1.3 GaN基HEMT器件可靠性8

1.4 本文的研究内容及安排.9

第二章 P型栅结构GaN基HEMT器件..11

2.1 P型栅结构基HEMT器件简介..11

2.2 P-GaN栅增强型HEMT可靠性研究进展12

2.3 P-GaN栅增强型HEMT制备工艺.13

2.4 本章小结..15

第三章 P型栅结构GaN基HEMT器件可靠性研究方法介绍.16

3.1 软件介绍.16

3.2 器件的主要参数和物理模型算法17

3.2.1 阈值电压.17

3.2.2 载流子统计模型17

3.3 器件可靠性测试方法介绍..18

3.3.1 栅极应力测试18

3.3.2 双脉冲测试18

3.3.3 电致发光图像19

3.4 本章小结..20

第四章 P型栅结构GaN基HEMT器件栅极可靠性研究.21

4.1 栅极可靠性测试结果.21

4.2 器件栅极电学特性仿真分析.23

4.3 不同栅压下器件能带结构..24

4.4 不同栅压下器件电子空穴复合率..25

4.5 本章小结26

第五章 论文总结与展望28

5.1 论文总结..28

5.2 论文展望28

参考文献..30

致  谢32