gan肖特基器件电学性质的模拟分析

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1、山东大学硕士学位论文中文摘要氮化镓(GaN)基宽禁带半导体材料是制备高温、高功率、高频电子器件以及发光管、紫外探测器等光电子器件的重要材料。GaN基发光管在节约能源方面有着巨大的应用前景，而使用GaN基半导体光子探测器代替真空管进行紫外探测，也有其重大的应用背景。本文以提高GaN器件性能所面临的主要问题和难点为出发点，致力于应用肖特基器件的数值模拟对器件的电学性质进行分析和优化。具体内容如下：1．对不同界面层厚度的电学特性进行模拟仿真，分析界面层对器件性质的影响；2．对固定界面层厚度的器件，通过改变本征漂移层的厚度对器件

2、的电学性质进行模拟，分析本征层在器件中的作用：3．对未引入界面层的肖特基结构的雪崩器件进行模拟，通过改变本征层的厚度进一步验证本征层的作用；4．对引入界面层的肖特基雪崩器件的电学性质进行模拟，通过比较常规肖特基结构和引入界面层结构的肖特基雪崩器件进一步验证界面层的作用。关键词：紫外探测器、肖特基、界面层、本征层、隧穿、模拟、雪崩。山东大学硕士学位论文ABSTRACTGalliumNitride(GaS)basedwidedirectbandgapsemiconductorshavebec《)methemostimport

3、antmaterialsforhi曲temperature,highpower,highfrequencyelectronicdevicesaswellasforlightemittingdiodes，laserdiodes,ultravioletphotodetectors．GaN-basedlightemittingdeviceshaveagreatprospectinsavingenergy．GaNobasedsemiconductorphotodetectorswilltaketheplaceofvacuumtu

4、bedevicesinultravioletdetectionarea．TheUVdetectionalsohasagreatapplicationbackground．ToimprovethepropertyofGaN-baseddevice，itisveryimportanttoestablishanumericalsimulationplatformtoanalyzetheelectricpropertyandoptimizethestructureofthedevice。Thedetailisasfollowin

5、g：1．simulatingtheelectricpropertyofthedevice丽tllinterfacelayerofvarious衄che豁：2．simulatingtheelectricpropertyofthedeviceandanalyzingtheeffectofbulklayerbychangingthethicknessofbulklayerfor血edinterfacelayer；,3．simulatingtheelectricpropertyoftheSchottkyavalanchedevi

6、cewithoutinterfacelayerandvalidatingtheeffectofbulklayerbychangingthetbjclaless；4．simulatingtheelectricpropertyoftheSchottkyavalanchedevice、】I，itllinterfacelayer，andvalidatingtheeffectofmterfacelayerfurtherbycomparingtheconventionalSchottkyavalanchedevicewithouti

7、nterfacelayerandtheSchottkyavalanchedevicewithinterfacelayer．Keywords：UVdetector,Schottky,interfacelayer,bulklayer,tunneling，simulation,avalanche．Ⅱ山奈大学硕士学位论文符号说明A．有效Richardson常数mv。价带的有效隧穿质量a品格常数ND施主浓度b弯曲参数ni本征载流子浓度层能量g电子电量E,c导带能量&零偏电阻最禁带宽度S光敏面面积品结区峰值电场T绝对温度风价带能量V

8、I正向偏压，电场强度vD扩散电势Fi镜像力Vi与镜像力有关的势能厂频率vnn型半导体的费米电势石㈣半导体的Dirac分布函数W耗尽层宽度二∞金属的Dirac分布函数Wm金属的功函数G嗨产生一复合增益W：半导体的功函数Idif扩散电流工距离金属表面的距离Ig呵产生一复合电流aS电子和空穴的碰撞电离系数’It．m带间隧道