新型复合栅介质层结构AlGaN/GaN MIS-HEMT优化设计

摘要

由于GaN材料的禁带宽度大、临界击穿电场高和电子饱和速度大等,非常适合于微波大功率器件的应用,使其成为新一代毫米波器件的理想候选.而引入栅介质层形成MIS-HEMT,能够提高器件的栅压摆幅、微波功率性能和可靠性.对于现有技术的GaN MIS-HEMT,为了得到较大的直流输出跨导,增强器件的栅控能力,通常选用高介电常数材料作为栅介质层,在栅介质厚度不变的情况下,高介电常数的栅介质会令栅电容和跨导增大,但由于大的栅电容Cg,反而会对器件的电流增益截止频率fT造成负面影响.本文提出的新型复合栅介质层结构的AlGaN/GaN MIS-HEMT，由于不同介电常数的栅介质层在沟道不同栅介质层界面产生电场峰值，使电子在沟道整体的漂移速度增加，提高了输运效率，由此提高了器件的直流特性，且由于加入了低介质层，使栅极电容减小，从而有效的提高了频率特性。