结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响

作     者：刘燕丽 王伟 董燕 陈敦军 张荣 郑有炓 Liu Yan-Li;Wang Wei;Dong Yan;Chen Dun-Jun;Zhang Rong;Zheng You-Dou

作者机构：山东工商学院信息与电子工程学院烟台264005 南京大学电子科学与工程学院南京210093 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2019年第68卷第24期

页      面：288-294页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(批准号:61634002) 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61804089) 国家自然科学基金联合基金(批准号:U1830109) 山东省高等学校科技计划(批准号:J16LN04) 烟台市重点研发计划(批准号:2017ZH064)资助的课题~~ 

主　　题：N极性面GaN/InAlN 高电子迁移率晶体管 结构参数 电学性能 

摘      要：基于漂移-扩散传输模型、费米狄拉克统计模型以及Shockley-Read-Hall复合模型等,通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程以及载流子连续性方程,模拟研究了材料结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响及其物理机制.结果表明,增加GaN沟道层的厚度(5-15 nm)与InAlN背势垒层的厚度(10-40 nm),均使得器件的饱和输出电流增大,阈值电压发生负向漂移.器件的跨导峰值随Ga N沟道层厚度的增加与InAlN背势垒层厚度的减小而减小.模拟中,各种性能参数的变化趋势均随GaN沟道层与InAlN背势垒层厚度的增加而逐渐变缓,当GaN沟道层厚度超过15 nm、InAlN背势垒层厚度超过40 nm后,器件的饱和输出电流、阈值电压等参数基本趋于稳定.材料结构参数对器件性能影响的主要原因可归于器件内部极化效应、能带结构以及沟道中二维电子气的变化.