张 飞，林 茂，毛鸿凯，苏芳文，隋金池

(杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州 310018)

近年来，人们对以GaN为代表的第三代半导体材料进行了大量的研究[1-2]。由于GaN材料具有许多优异性能，例如高的临界击穿电场、宽的禁带宽度、低的导通电阻和高的电子迁移率等，因此AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron Mobility Transistor，HEMT)在多个领域得到了广泛的应用[3-8]。然而，与传统的硅基半导体器件相比，GaN基半导体器件依然存在一些问题需要解决，其优良特性还没有完全发挥出来[9]。

为了提高AlGaN/GaN HEMT的击穿电压(Breakdown Voltage, BV)，发挥出GaN材料的耐高压特性，国内外研究人员提出了各种方法，例如缓冲层掺Fe[10-11]或C[12-14]等杂质以及采用AlGaN背势垒[15-17]作为缓冲层等。然而，这些方法都是通过牺牲器件的导通电阻来换取击穿电压的提升，即通过折中导通电阻和击穿电压实现Baliga优值(Baliga’s Figure of Merit，BFOM)的改善，没有进一步发挥出AlGaN/GaN HEMT导通电阻低的优点。

对于GaN基功率器件来说，在确保器件具有较低的导通电阻的基础上，进一步实现高的击穿电压才是有意义的[18]。因此，从改善器件的击穿电压和保持器件低的导通电阻着手，提出了一种具有N型GaN埋层的AlGaN/GaN HEMT结构。该结构能够在不牺牲器件导通电阻的基础上，明显改善器件击穿电压，发挥出GaN HEMT器件的耐高压特性。

1 器件仿真

(a)

传统结构(C-HEMT)和具有N型GaN埋层的结构(N-HEMT)的截面图如图1所示。两个结构具有共同的基础层，包括GaN复合缓冲层、GaN沟道层、Al0.15Ga0.85N势垒层、Si3N4钝化层和栅介质等，详细参数信息如表1所示。两个器件的栅长LG、栅漏间距LGD和栅源间距LGS分别为0.5 μm、6 μm和0.5 μm。……