摘要

由于AlGaN/GaN异质结界面自发极化和压电极化产生的二维电子气,使器件处于常开状态,需要施加额外的负栅极电压将其关断。而增强型p-GaN栅结构的肖特基栅漏电大,极大地限制了器件的工作电压范围。本文基于原子层刻蚀及原子层沉积技术,在硅基衬底上制备出凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT功率器件,阈值电压为2.5 V,电流开关比>1010,衬底接地时击穿电压为760 V。基于Silvaco TCAD建立了电学输运模型,对器件的转移输出特性进行拟合,并提取模型参数。同时,基于器件-电路混合电路仿真器MixedMode建立双脉冲测试电路,首次评估了凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT器件的开关特性。当负载电流为12 A时,器件的导通上升时间为1 ns,关断下降时间为1.6 ns,处于现有文献报道的最低值。这些结果表明,凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT在功率器件领域具有广阔的应用前景。