横向AlGaN-GaN肖特基势垒二极管场板结构的模拟研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文横向AlGaN/GaN肖特基势垒二极管场板结构的模拟研究硕士研究生：李志远指导教师：王颖教授学科、专业：电子科学与技术学位论文主审人：刘云涛副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文横向AlGaN/GaN肖特基势垒二极管场板结构的模拟研究硕士研究生：李志远指导教师：王颖教授学位级别：工学硕士学科、专业：电子科学与技术所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学Cla

2、ssifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheStudyoffieldplateofAlGaN/GaNSchottkyBarrierDiodeCandidate:LiZhiyuanSupervisor:Prof.WangYingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicScienceandTechnologyDateofSubmission:Dec,2016Dateo

3、fOralExamination:Mar,2017University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程

4、大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由

5、哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要近些年来，随着半导体行业的发展，第三代宽禁带半导体正逐步成为二十一世纪最受瞩目的材料，其中GaN半导体器件是第三代半导体的典型代表，科学研究人员越来越重视这类器件的研究分析，这是由于GaN和AlGaN相接触时会形成异质结，极化效应的存在会在异质结中间形成二维电子气，氮化物半导体可以工作在高温，高频以及强辐射的环境下，优异的材料特性也使其在未来军事和民用中有着更多的应用潜能。AlGaN/GaN肖特基势垒二极管和AlGaN/

6、GaN高电子迁移率晶体管HEMT(HighElectronMobilityTransistor)是一同发展的，通过多年的不懈努力，AlGaN/GaN肖特基势垒二极管正逐步走向成熟。肖特基二极管的反向阻断特性是众多研究人员重视的方面，最有效提升耐压而不影响正向特性的方式就是在肖特基二极管的阳极上连接场板，所以本文基于传统场板进行仿真研究，通过软件SilvacoTCAD模拟横向场板和几种变型场板，主要的研究内容如下：1.研究横向场板器件的耐压机理，分析横向场板长度和钝化层厚度和击穿电压之间的关系以及内部电场分布状态，

7、并进一步总结其中的规律。仿真浮空阶梯型场板(SFFP)，分析相同电压下内部电场分布图和沟道载流子分布，总结浮空阶梯场板比其他场板具有优势的原因，以浮空阶梯场板钝化层厚度和水平位置为研究对象，寻找最优数值。2.参考LDMOS的纵向场板结构，对AlGaN/GaN的肖特基势垒二极管的纵向场板器件(AVFP-SBD)进行了系统的研究，分析纵向场板长度和钝化层厚度对器件击穿电压和内部电场的影响，以及不同参数的下的内部电场分布，最后通过3D电场绘图，总结纵向场板提高耐压机理。3.结合纵向场板和横向场板构成ALVFP-SBD，

8、固定纵向场板的长度和钝化层厚度，对比分析两个器件的反向阻断特性，利用3D电场绘图，总结两种场板的结合对GaN层内部电场的影响。仿真研究了深电极器件的基础电学特性，以及计算三种器件的FoM值，给出可行的深电极器件的主要工艺流程。最后模拟AlGaN/GaN肖特基势垒二极管的温度特性。关键词：浮空阶梯场板；纵向场板；ALVFP-SBD；深电极器件；温度特性IIAbstractI