“自加熱與熱電子效應(yīng)對(duì)GaN基MOS-HEMT器件輸出特性影響的研究”，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所與美國(guó)普渡大學(xué)國(guó)際合作項(xiàng)目，上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基金。
GaN基MOS-HEMT器件具有禁帶寬度大、電子漂移速度大、熱傳導(dǎo)率高，具有耐高壓、耐高溫、耐腐蝕和耐輻照的特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用軍用和民用微波大功率領(lǐng)域，尤其是基站、遠(yuǎn)距離空間通訊等需要高功率、高效率的領(lǐng)域。GaN基MOS-HEMT覆蓋2－40GHz頻段內(nèi)的無(wú)線通訊領(lǐng)域，尤其是基站、遠(yuǎn)距離空間通訊等需要高功率、高效率的領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外一些研究小組在減小GaN基MOS-HEMT器件直流或交流信號(hào)下自加熱和熱電子效應(yīng)，以及消除器件在射頻信號(hào)下的熱電子和電流坍塌效應(yīng)上已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。但自加熱與電流坍塌效應(yīng)仍舊是制約器件性能進(jìn)一步的提高主要因素，難以滿足軍用和民用技術(shù)發(fā)展的需要。為了進(jìn)一步提高GaN基MOS-HEMT器件的性能，澄清上述幾點(diǎn)基礎(chǔ)理論問題是非常必要的。本項(xiàng)研究意義在于揭示其產(chǎn)生的極化電場(chǎng)對(duì)二維電子氣分布的影響，明確高功率工作時(shí)高速電子的自加熱和熱電子效應(yīng)誘導(dǎo)傳導(dǎo)電子的陷阱復(fù)合行為，進(jìn)而澄清對(duì)GaN基MOS-HEMT器件輸出特性的影響，以及電流坍塌效應(yīng)的內(nèi)在物理機(jī)制。最終建立可與不同工藝水平相適應(yīng)的理論模型和模擬平臺(tái)，使得器件理論模型和模擬成為GaN基MOS-HEMT器件分析和優(yōu)化的一個(gè)重要工具。
理論計(jì)算GaN基MOS-HEMT器件各界面的極化電荷濃度。研究GaN基MOS-HEMT器件在高功率工作時(shí)高速電子的自加熱對(duì)MOS-HEMT器件輸出特性的影響；
研究GaN基MOS-HEMT器件在高功率工作時(shí)高速電子的熱電子效應(yīng)誘導(dǎo)傳導(dǎo)二維電子氣的陷阱復(fù)合行為。研究GaN基MOS-HEMT器件的熱電子效應(yīng)以及由該效應(yīng)引起的電流坍塌效應(yīng)；采用陷阱俘獲和離化平衡模型理論分析陷阱俘獲和離化動(dòng)態(tài)平衡對(duì)二維電子氣在激活層分布的影響；
結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)理論模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)的GaN基量子阱MOS-HEMT器件。詳細(xì)闡述減小MOS-HEMT器件的熱電子效應(yīng)和電流坍塌效應(yīng)的具體措施。
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