自加热和热电子效应对AlGaN/GaN HEMT和MOS-HEMT器件电学性能影响的研究

GaN基HEMT和MOS-HEMT器件具有禁带宽度大、电子漂移速度大、热传导率高，具有耐高压、耐高温、耐腐蚀和耐辐照的特点，广泛的应用军用和民用微波大功率领域，尤其是基站、远距离空间通讯等需要高功率、高效率的领域。然而，在高功率射频信号下，自加热、热电子效应以及电流坍塌效应严重限制器件的电学性能，明确器件中这些效应的内在起源是非常必要的。本项目是针对上述自加热和热电子等效应，通过考虑GaN基HEMT和MOS-HEMT器件各异质结界面的极化电荷的分布，揭示其产生的极化电场对二维电子气分布的影响；同时结合最新的实验数据，明确高功率工作时高速电子的自加热和热电子效应诱导传导电子的陷阱复合行为，进而澄清对GaN基MOS-HEMT器件输出特性的影响；采用陷阱俘获和离化平衡模型理论研究GaN基HEMT器件的电流坍塌效应的内在物理机制; 最终展示不同的结构尺度和维度对器件性能的作用。