硅基AlGaN/GaN衬底泄漏电流击穿机理的分析

摘要

本文介绍了一种基于硅衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的泄漏电流的击穿机理.通过基于物理模型的二维计算机仿真,对该击穿机理中的氮化铝/硅界面形成反型电子沟道和缓冲层中陷阱效应进行了分析.仿真结果显示由于在氮化铝/硅界面形成的电子沟道诱发的泄漏电流,栅漏间距LGD=5μm的硅衬底AlGaN/GaN HEMT的耐压仅为50V.该击穿机理削弱器件的反向耐压能力,从而极大的制约了HEMT器件的应用范围.通过对该击穿模型的优化,在该器件的缓冲层中设置背部高势垒区,从而有效的抑制泄漏电流.仿真结果显示优化后的器件结构能够获得672V的反向耐压,相比于未优化的器件结构有了显著的增强.