《高性能AlGaN/GaN複合陽極場控功率整流器新結構及模型》是依託電子科技大學,由陳萬軍擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高性能AlGaN/GaN複合陽極場控功率整流器新結構及模型
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳萬軍
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氮化鎵（GaN）電子器件是國際半導體領域研究熱點和戰略制高點之一。本申請提出一種具有複合陽極的AlGaN/GaN場控功率整流器新結構並建立其電流－電壓模型。該結構通過肖特基－歐姆接觸構成複合陽極實現對器件開啟與截止的電場控制，這是一種新的器件工作機理。該結構不僅具有高壓、高速、低功耗等優點，還與AlGaN/GaN HEMT功率開關器件工藝兼容，特別適合功率半導體向集成化、智慧型化、小型化發展的需要。同時，本申請採用等效電阻網路方法，對所提出的GaN功率整流器新結構建立含有溫度、偏置電壓以及器件結構等參數的電流－電壓模型，該模型的建立具有普適性，可套用於其它功率器件研究中。本申請是一項具有國際先進水平的基礎性開拓研究，具有重大的科學意義和套用價值，在經濟和軍事領域具有廣闊和特殊的套用前景。
結題摘要
本課題嚴格按照《申請書》研究內容和經費預算執行，圓滿完成全部研究計畫，達到了預期目標。在本基金資助下，緊密圍繞“高性能AlGaN/GaN複合陽極場控功率整流器新結構及模型”研究，提出了一種具有複合陽極的AlGaN/GaN 場控功率整流器新結構並建立了電流－電壓模型，研究了器件特性與器件結構、偏置電壓、溫度等的關係，闡述了不同情況下的器件擊穿機理；在本基金資助下，本課題還對GaN HEMT器件進行了拓展研究。在本領域發表學術論文8篇，其中被SCI檢索4篇，EI檢7篇；申請中國發明專利4項；作學術報告5次，其中特邀報告2次。主要研究成果概述如下： 1、提出了一種具有複合陽極的AlGaN/GaN場控功率整流器（L-FER）新結構；分析了器件耐壓與器件結構和溫度的關係，闡述了不同情況下的器件擊穿機理。本課題所提出的新結構具有普適性，可套用於其它功率器件研究中；同時也具有極好的工藝兼容性和可控性，非常適合矽基GaN功率半導體器件及集成技術的需要。相關研究結果發表在IEEE ICSICT-2010國際會議和國外SCI期刊Semi. Scie. and Tech.-2013上。2、基於電阻分析方法，建立了L-FER器件的電流-電壓模型，研究了各部分電阻與溫度變化的關係，為器件最佳化設計提供了理論依據。相關研究結果發表在IEEE Tran. Elect. Devi.-2010上。3、提出了一種具有混合柵電極的增強型AlGaN/GaN HEMT功率器件，在保證相同耐壓下，其比導通電阻較常規結構62%，相關研究結果發表在國外SCI期刊IET Elect. Lett.-2010上。提出了具有凹槽勢壘漏極（RBD）的AlGaN/GaN MISFET器件，該器件在在反向偏置時具有自保護功能，而且具有低正嚮導通電阻特性，相關研究結果發表在SCI期刊China Physics B-2012上。4、提出利用能帶調製技術抑制AlGaN/GaN HEMT器件柵極泄露電流，建立了勢壘層中導帶的能量解析模型，從而為能帶調製技術奠定了理論支持。結果表明，能帶調製技術能夠有效的降低柵極正向泄露電流。相關研究結果發表在Solid-State Electr.-2013和Journal of Semico.-2013 上。
