栅场板对AlGaN/GaN HEMT击穿特性的调控

王进军; 徐晨昱; 杨嘉伦; 刘宇; 冯岩; 张世奇

doi:10.13451/j.sxu.ns.2023049

山西大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 47 ›› Issue (01) : 187 -193. DOI: 10.13451/j.sxu.ns.2023049

栅场板对AlGaN/GaN HEMT击穿特性的调控

王进军, 徐晨昱, 杨嘉伦, 刘宇, 冯岩, 张世奇

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摘要

栅场板对提升AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）击穿电压的物理机理以及相关理论问题缺乏深入的研究。本文通过在传统的AlGaN/GaN HEMT结构中引入栅场板来调控器件内部的电场分布以提高器件的击穿电压，并基于Silvaco TCAD软件对器件进行了建模。通过模拟计算研究了栅场板长度、厚度以及绝缘介质材料对器件沟道电场分布及击穿电压调制作用。结果表明：沟道电场峰值随栅场板长度增加而降低，但是当栅场板长度增加到某一数值继续增长的时候，反而会引起沟道电场峰值降低；栅场板厚度对沟道电场的分布几乎没有影响；栅场板下绝缘介质介电系数越大，沟道峰值电场强度越小；栅场板长度为2.00μm时，器件击穿电压高达800 V。