- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要
对新型复合沟道AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）进行了优化设计.从半导体能带理论与量子阱理论出发，自洽求解了器件层结构参数对器件导带能级以及二维电子气（2DEG）中载流子浓度和横向电场的影响.用TCAD软件仿真得到了器件的层结构参数对器件性能的影响.结合理论分析和仿真结果确定了器件的最佳外延层结构Al0.31Ga0.69N/Al0.04Ga0.96N/GaN HEMT.对栅长1 μm，栅宽100 μm的器件仿真表明,器件的最大跨导为300 mS/mm，且在栅极电压-2—1 V的宽范围内跨导变化很小，表明器件具有较好的线性度；器件的最大电流密度为1300 mA/mm，特征频率为11.5 GHz，最大振荡频率为32.5 GHz.

关键词:
AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管/

复合沟道/

自洽求解/

线性度
Abstract
A novel composite-channel AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN high electron mobility transistor has designed and optimized. The influence of the two-dimensional electron gas and electric field on device structure parameter is obtained from the self-consistent solution based on the theory of semiconductor energy band and quantum well. The influence of the layer structure of the device on its performance is obtained from simulation using TCAD software. Combining the results of theoretical analysis and simulation, the optimized structure Al0.31Ga0.69N/Al0.04Ga0.96N/GaN HEMT is proposed. The simulation results show that the device with gate length of 1 μm and gate width of 100 μm has the maximum transconductance of 300 mS/mm and small fluctuation in the gate voltage of from -2 V to 1 V, which shows the excellent linearity of the device. The maximum current density of 1300 mA/mm, the cut-off frequency of 11.5 GHz and a maximum oscillation frequency of 32.5 GHz are obtained.

Keywords:
AlGaN/GaN high electron mobility transistor/

composite-channel/

self-consistent solution/

linearity
作者及机构信息
程知群,

周肖鹏,

胡莎,

周伟坚,

张胜

1.

基金项目:国家自然科学基金（批准号：60776052）和中国电子集团公司第五十五所国防科技重点实验室基金（批准号：9140C1402030803）资助的课题.
Authors and contacts
Cheng Zhi-Qun,

Zhou Xiao-Peng,

Hu Sha,

Zhou Wei-Jian,

Zhang Sheng

1.
参考文献

施引文献

[1]	吕玲, 邢木涵, 薛博瑞, 曹艳荣, 胡培培, 郑雪峰, 马晓华, 郝跃.重离子辐射对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管低频噪声特性的影响. 必威体育下载 , 2024, 73(3): 036103.doi:10.7498/aps.73.20221360
[2]	刘乃漳, 姚若河, 耿魁伟.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的栅极电容模型. 必威体育下载 , 2021, 70(21): 217301.doi:10.7498/aps.70.20210700
[3]	张雪冰, 刘乃漳, 姚若河.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中二维电子气的极化光学声子散射. 必威体育下载 , 2020, 69(15): 157303.doi:10.7498/aps.69.20200250
[4]	郝蕊静, 郭红霞, 潘霄宇, 吕玲, 雷志锋, 李波, 钟向丽, 欧阳晓平, 董世剑.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件中子位移损伤效应及机理. 必威体育下载 , 2020, 69(20): 207301.doi:10.7498/aps.69.20200714
[5]	刘旭阳, 张贺秋, 李冰冰, 刘俊, 薛东阳, 王恒山, 梁红伟, 夏晓川.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管温度传感器特性. 必威体育下载 , 2020, 69(4): 047201.doi:10.7498/aps.69.20190640
[6]	刘静, 王琳倩, 黄忠孝.基于凹槽结构抑制AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管电流崩塌效应. 必威体育下载 , 2019, 68(24): 248501.doi:10.7498/aps.68.20191311
[7]	张力, 林志宇, 罗俊, 王树龙, 张进成, 郝跃, 戴扬, 陈大正, 郭立新.具有p-GaN岛状埋层耐压结构的横向AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管. 必威体育下载 , 2017, 66(24): 247302.doi:10.7498/aps.66.247302
[8]	郭海君, 段宝兴, 袁嵩, 谢慎隆, 杨银堂.具有部分本征GaN帽层新型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性分析. 必威体育下载 , 2017, 66(16): 167301.doi:10.7498/aps.66.167301
[9]	王凯, 邢艳辉, 韩军, 赵康康, 郭立建, 于保宁, 邓旭光, 范亚明, 张宝顺.掺Fe高阻GaN缓冲层特性及其对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件的影响研究. 必威体育下载 , 2016, 65(1): 016802.doi:10.7498/aps.65.016802
[10]	王冲, 赵梦荻, 裴九清, 何云龙, 李祥东, 郑雪峰, 毛维, 马晓华, 张进成, 郝跃.AlGaN/GaN双异质结F注入增强型高电子迁移率晶体管. 必威体育下载 , 2016, 65(3): 038501.doi:10.7498/aps.65.038501
[11]	谷文萍, 张林, 李清华, 邱彦章, 郝跃, 全思, 刘盼枝.中子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件电特性的影响. 必威体育下载 , 2014, 63(4): 047202.doi:10.7498/aps.63.047202
[12]	任舰, 闫大为, 顾晓峰.AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管漏电流退化机理研究. 必威体育下载 , 2013, 62(15): 157202.doi:10.7498/aps.62.157202
[13]	马骥刚, 马晓华, 张会龙, 曹梦逸, 张凯, 李文雯, 郭星, 廖雪阳, 陈伟伟, 郝跃.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型. 必威体育下载 , 2012, 61(4): 047301.doi:10.7498/aps.61.047301
[14]	吕玲, 张进成, 李亮, 马晓华, 曹艳荣, 郝跃.3 MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响. 必威体育下载 , 2012, 61(5): 057202.doi:10.7498/aps.61.057202
[15]	毛维, 杨翠, 郝跃, 张进成, 刘红侠, 马晓华, 王冲, 张金风, 杨林安, 许晟瑞, 毕志伟, 周洲, 杨凌, 王昊.场板抑制GaN高电子迁移率晶体管电流崩塌的机理研究. 必威体育下载 , 2011, 60(1): 017205.doi:10.7498/aps.60.017205
[16]	王冲, 全思, 马晓华, 郝跃, 张进城, 毛维.增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管高温退火研究. 必威体育下载 , 2010, 59(10): 7333-7337.doi:10.7498/aps.59.7333
[17]	魏巍, 郝跃, 冯倩, 张进城, 张金凤.AlGaN/GaN场板结构高电子迁移率晶体管的场板尺寸优化分析. 必威体育下载 , 2008, 57(4): 2456-2461.doi:10.7498/aps.57.2456
[18]	林若兵, 王欣娟, 冯倩, 王冲, 张进城, 郝跃.AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管肖特基高温退火机理研究. 必威体育下载 , 2008, 57(7): 4487-4491.doi:10.7498/aps.57.4487
[19]	李潇, 张海英, 尹军舰, 刘亮, 徐静波, 黎明, 叶甜春, 龚敏.磷化铟复合沟道高电子迁移率晶体管击穿特性研究. 必威体育下载 , 2007, 56(7): 4117-4121.doi:10.7498/aps.56.4117
[20]	李潇, 刘亮, 张海英, 尹军舰, 李海鸥, 叶甜春, 龚敏.一种新的磷化铟复合沟道高电子迁移率晶体管小信号物理模型. 必威体育下载 , 2006, 55(7): 3617-3621.doi:10.7498/aps.55.3617

计量

文章访问数:8374
PDF下载量:898
被引次数:0

搜索

留言板

Optimization design of high linearity AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN high electron mobility transistor

摘要

Abstract

作者及机构信息

1.

Authors and contacts

1.

参考文献

施引文献

目录

计量

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们

搜索

留言板

Optimization design of high linearity AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN high electron mobility transistor

摘要

Abstract

作者及机构信息

1.

Authors and contacts

1.

参考文献

施引文献

目录

计量

出版历程

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们