algangan异质结构材料与器件研究

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1、山东大学硕士学位论文AlGaN/GaN异质结构材料与器件研究姓名：张敏申请学位级别：硕士专业：微电子与固体电子学指导教师：林兆军20060515山东大学硬士学位论文摘要AIC_nsN／Ga．N异质结构材料体系由于其应用在高温、高频、大功率等方面的优越性，受到越来越多关注，对该材料体系和器件的研究已成为微电子研究领域的前沿和热点．本论文对AIGaN／GaN异质结材料及器件的一些基本特性进行了研究，这些研究包括：通过计算机数值计算模拟了异质结构的二维电子气(2DEG)行为，研究了AIGaN／CraN异质结构的表面势钉扎效应；AIGaN／GaN异质结场效应晶体管(AIGaN

2、／GaNHFET)的一些器件参数；AIC_ra．N／GaN异质结构的热稳定性．研究结果如下：。I)在Matlab环境下，成功地进行了一维薛定谔方程和泊松方程的自洽求解，得到了AIGaN／GaN异质结构界面处二维电子气子能级和浓度的分布以及异质结构导带结构，计算了AIGaN势垒层的极化电荷密度．2)利用文献中不同研究小组的实验数据，结合计算机模拟计算方法，分析计算AIGaN／GaN异质结构的表面势钉扎效应，结果表明对于MOCVD方法生长的AIGaN／GaN异质结构材料，未能出现文献中报道的1．65ev表面势钉扎．3)结合实验测得的AIGa．N／GaN异质结构肖特基接触的

3、电容．电压(C-V)特性曲线，找到了一种新方法计算AIGaN／GaNI-．IFET的开启电压(VT)；并在此基础上，分析计算得到了剐GaN缅Nm吧T的夹断电压(VP)．4)结合计算机模拟，分析了AIGaN／GaN异质结构肖特基接触的热稳定性，研究表明；热处理后的AIGaN／GaN异质结构，肖特基接触势垒高度增大，极化电荷密度和二维电子气密度均降低．关键词：AIGaN／GaN异质结，HFET，肖特基接触。数值模拟。自洽，龙格．库塔法，表面钉扎，热稳定性、山东大学硕士学位论文AbstractAICraN／GaNhetemstructurcshaveattractedpeo

4、ple。smoreandmoreattention6)ritsadvantageoususinginfieldslikehightemperature,highfrequencyandhigh-power,researchesonitsmata'ialanddeviceshavebeenthefrontandhotpoi丑士intheareaofmicroelectronics．ThisthesiswillmainlydiscussthecharacteristicsofAICraN／GaNheterostuctoremartialanddevices，includi

5、ngresearchesbynumericmethodcalculation011tow-dimensionelectronicgas(2DEG)；surfacepotentialpinning-offeffect；someparametersofAIGaN／GaNHFETandthethermalstabilityofAIGaN／GaNheterostructurcs．Themainlyresultsa∞越follows．1)Self-consistentsolutionofSchrodinger-Poissonequationshasbeendonesuccess

6、fullybyMatlab，andconductionband,subbandandthedensityof2DEGhavebeenobtained．DensityofpolarizationchargeinAIGaNbarrierlayerhasbeencalculated．2)Surfacepotentialpinning-offeffectc孤’tbeprovedexitinginAIGaN／GaNheteroslructurespreparedbyMOCVD．3)WithC·Vme蠲urememcurves，a雎wmethodhasbeenfound幻gett

7、hresholdvoltageforAIGaN／GaNHFET,andwiththethresholdvoltage,thepinch-offvoltageforAIGaN／GaNHFEThasbeenobtainedtoo．4)ThermalstabilityofAIGaN／GaNheternstructureSchottkeycontactshasbeeninvestigatedbythermals饥娜experimentsandcomputersimulation．Itisshownthatafter700℃。30minutesthermals