带有栅场板的AlGaN/GaN HFET沟道电场分布模型

摘要

本文首先分析了场板结构对沟道电场调制作用的物理机制，然后通过求解泊松方程，结合计算机仿真，建立了带有栅场板A1GaN/GaN HFET的沟道电场分布解析模型。在较宽的参数范围内，模型计算结果与计算机仿真结果和实验结果符合良好误差小于10%。结果显示，器件可达到的最大击穿电压与ns成反比，而与绝缘介质的介电常数ξi成正比。减小沟道二维电子气浓度，或使用高k绝缘介质有助于提升器件耐压能力。最后基于该模型导出了最大化器件耐压的优化准则，获得了器件最优参数的解析表达式。本文研究结果为GaN基HFET器件设计与优化提供了理论依据。