發(fā)布時(shí)間：2020-12-15 08:42

　　近年來,得益于芯片面積小、封裝簡便、出色的電流崩塌抑制能力等優(yōu)勢,垂直型GaN基功率器件已成為功率電子領(lǐng)域的一個(gè)重要研究分支。而如何進(jìn)一步改善器件中擊穿電壓與導(dǎo)通電阻之間的折衷關(guān)系,是當(dāng)前國內(nèi)外垂直型GaN基功率器件的研究焦點(diǎn)之一。本文針對高耐壓垂直型GaN基功率器件的導(dǎo)通特性和阻斷特性,重點(diǎn)開展了器件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工作機(jī)理分析等研究工作,獲得了眾多有實(shí)用價(jià)值的研究成果和規(guī)律。本文的主要研究工作和成果如下。提出了一種非均勻摻雜超結(jié)垂直型GaN基功率器件,系統(tǒng)研究了非均勻摻雜超結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)與擊穿電壓、導(dǎo)通電阻之間的關(guān)系,揭示了器件內(nèi)在的物理機(jī)制,并開展了器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。相比具有相同擊穿電壓的傳統(tǒng)超結(jié)垂直型GaN基功率器件,該新型器件的導(dǎo)通電阻可實(shí)現(xiàn)51%的降幅。提出并研究了一種階梯摻雜超結(jié)垂直型GaN基功率器件,顯著改善了器件擊穿電壓與導(dǎo)通電阻之間的折衷關(guān)系。與傳統(tǒng)超結(jié)垂直型GaN基功率器件相比,采用三個(gè)摻雜區(qū)的器件擊穿電壓可提高30%,同時(shí)相應(yīng)導(dǎo)通電阻可減小10.6%,且通過增加n柱和p柱中的摻雜層可以在幾乎不損失擊穿電壓的情況下進(jìn)一步減小導(dǎo)通電阻。針對反向阻斷能力,研究了一種新型漏連接半... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見垂直型GaN基功率器件結(jié)構(gòu)：（a）完整示意圖，（b）左半部示意圖

圖2.2 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)能帶示意圖[31]aN/GaN 異質(zhì)結(jié)能帶圖。由于 AlGaN 與 G因?yàn)闃O化效應(yīng)而會在量子阱中形成大量負(fù)向移動(dòng)而無法在 c 軸方向自由運(yùn)動(dòng)的高

圖2.3 AlGaN/GaN 晶體結(jié)構(gòu)自發(fā)極化示意圖[33]的條件下，正負(fù)電荷中心也不重合，從而在沿極軸方向產(chǎn)發(fā)極化。不同材料的自發(fā)極化值各不相同，圖 2.3 給出了

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮化物半導(dǎo)體電子器件新進(jìn)展[J]. 郝躍,張金風(fēng),張進(jìn)成,馬曉華,鄭雪峰.  科學(xué)通報(bào). 2015(10)
[2]600V CoolMOS優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 楊帆,錢欽松,孫偉鋒.  電子器件. 2009(02)

博士論文
[1]AlGaN/GaN HFET擊穿特性分析與耐壓新結(jié)構(gòu)[D]. 趙子奇.電子科技大學(xué) 2013
[2]超結(jié)器件的模型研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 黃海猛.電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]AlGaN/GaN HEMT高場退化的機(jī)理研究[D]. 姜元祺.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：2917998