| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 GaN 基 HEMT 器件的研究背景 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外相关研究状况及存在问题 | 第12-18页 |
| 1.2.1 国内外的研究状况 | 第12-16页 |
| 1.2.2 目前存在的问题 | 第16-18页 |
| 1.2.2.1 短沟道效应 | 第16-17页 |
| 1.2.2.2 工艺问题 | 第17-18页 |
| 1.2.2.3 GaN 基 HEMT 器件的可靠性问题 | 第18页 |
| 1.3 本文主要的研究工作及意义 | 第18-20页 |
| 第二章 GaN 基 HEMT 基本工作原理及基础工艺 | 第20-38页 |
| 2.1 GaN 基 HEMT 基本工作原理 | 第20-23页 |
| 2.1.1 AlGaN/GaN 异质结界面势阱和 2DEG 的形成模型 | 第20-21页 |
| 2.1.2 AlGaN/GaN 异质结的极化效应 | 第21-23页 |
| 2.1.3 InAlN/GaN 异质结的极化 | 第23页 |
| 2.2 GaN 基 HEMT 物理仿真模型 | 第23-30页 |
| 2.2.1 仿真模型基本方程 | 第24页 |
| 2.2.2 极化效应模型 | 第24-26页 |
| 2.2.3 迁移率模型 | 第26-29页 |
| 2.2.3.1 University of Bologna 体迁移率模型 | 第26-27页 |
| 2.2.3.2 University of Bologna 表面迁移率模型 | 第27-28页 |
| 2.2.3.3 高场迁移率模型 | 第28-29页 |
| 2.2.4 复合模型 | 第29页 |
| 2.2.5 禁带宽度方程 | 第29-30页 |
| 2.3 GaN 基 HEMT 基础工艺 | 第30-38页 |
| 2.3.1 电子束光刻 | 第30-34页 |
| 2.3.1.1 电子束光刻简介 | 第30-31页 |
| 2.3.1.2 常用电子束光刻胶简介 | 第31-34页 |
| 2.3.2 T-gate 工艺开发 | 第34-38页 |
| 2.3.2.1 基片清洗 | 第36页 |
| 2.3.2.2 涂胶 | 第36-37页 |
| 2.3.2.3 电子束曝光 | 第37页 |
| 2.3.2.4 显影 | 第37页 |
| 2.3.2.5 蒸发金属与剥离 | 第37-38页 |
| 第三章 毫米波 GaN 基 HEMT 器件仿真 | 第38-64页 |
| 3.1 AlGaN/GaN HEMT T 型栅优化 | 第38-44页 |
| 3.1.1 AlGaN/GaN HEMT 仿真实验与结果对比 | 第38-39页 |
| 3.1.2 AlGaN/GaN HEMT T 栅尺寸的仿真优化 | 第39-44页 |
| 3.1.2.1 建立 AlGaN/GaN HEMT 仿真模型 | 第39-40页 |
| 3.1.2.2 AlGaN/GaN HEMT 栅长 Lgate和栅根高度 Hgate的优化 | 第40-41页 |
| 3.1.2.3 AlGaN/GaN HEMT 栅宽 Wgate和栅帽厚度 Tgate的优化 | 第41-42页 |
| 3.1.2.4 不同栅长下的转移特性 | 第42页 |
| 3.1.2.5 不同栅长下的栅帽宽与频率的关系 | 第42-44页 |
| 3.2 AlGaN/GaN HEMT 优化 | 第44-52页 |
| 3.2.1 源接触电阻 Rs 的优化 | 第45-46页 |
| 3.2.2 栅电阻 Rg的优化 | 第46页 |
| 3.2.3 不同 Rg下，栅长 Rs 与频率关系 | 第46-47页 |
| 3.2.4 栅长 Lg对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第47页 |
| 3.2.5 AlGaN 势垒层厚度对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第47-48页 |
| 3.2.6 源漏间距 Lsd对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第48页 |
| 3.2.7 栅宽对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第48-49页 |
| 3.2.8 AlGaN 势垒层 Al 组分对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第49-50页 |
| 3.2.9 GaN 沟道层厚度对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第50-51页 |
| 3.2.10 AlGaN 背势垒对 AlGaN /GaN HEMT 频率影响 | 第51-52页 |
| 3.3 InAlN/GaN HEMT 优化 | 第52-59页 |
| 3.3.1 栅宽 Wg的优化 | 第53页 |
| 3.3.2 栅长 Lg的优化 | 第53-54页 |
| 3.3.3 源漏间距 Lsd的优化 | 第54-55页 |
| 3.3.4 背势垒 Al 组分的优化 | 第55-56页 |
| 3.3.5 势垒层 In 组分的优化 | 第56页 |
| 3.3.6 势垒层 InAlN 厚度的优化 | 第56-57页 |
| 3.3.7 沟道层 GaN 厚度的优化 | 第57页 |
| 3.3.8 源接触电阻 Rs的优化 | 第57-58页 |
| 3.3.9 不同 Rs下，栅长 Lg与频率关系的优化仿真 | 第58-59页 |
| 3.4 热特性优化 | 第59-61页 |
| 3.4.1 直流热特性 | 第59-60页 |
| 3.4.2 频率对温度的影响 | 第60-61页 |
| 3.5 电流输出仿真 | 第61-64页 |
| 第四章 毫米波 AlGaN/GaN HEMT 器件短沟道效应研究 | 第64-78页 |
| 4.1 器件结构和物理模型 | 第64-65页 |
| 4.2 短沟道效应对器件的直流特性的影响 | 第65-74页 |
| 4.2.1 不同栅长器件的直流输出和转移特性 | 第65-68页 |
| 4.2.2 阈值电压漂移 | 第68-70页 |
| 4.2.3 亚阈值电流增大和最大直流跨导下降 | 第70-74页 |
| 4.3 短沟道效应对器件频率特性的影响 | 第74-78页 |
| 4.3.1 纳米栅器件频率特性退化的表现 | 第74-75页 |
| 4.3.2 频率栅长乘积下降 | 第75-78页 |
| 第五章 毫米波 GaN 基 HEMT 器件关键工艺与制备 | 第78-89页 |
| 5.1 纳米栅工艺 | 第78-81页 |
| 5.2 InAlN/GaN HEMT 器件制备与讨论 | 第81-85页 |
| 5.2.1 InAlN/GaN HEMT 器件制备 | 第82页 |
| 5.2.2 结果与讨论 | 第82-85页 |
| 5.3 AlGaN/GaN HEMT 器件制备与讨论 | 第85-89页 |
| 5.3.1 AlGaN/GaN HEMT 器件制备 | 第85-86页 |
| 5.3.2 结果和讨论 | 第86-89页 |
| 第六章 GaN 基 HEMT 模型小信号分析与对比 | 第89-102页 |
| 6.1 AlGaN/GaN HEMT 小信号等效电路模型的建立 | 第89-92页 |
| 6.1.1 小信号等效电路模型的建立 | 第89-90页 |
| 6.1.2 等效电路元件和物理结构的关系 | 第90-92页 |
| 6.1.2.1 跨导g m | 第91页 |
| 6.1.2.2 本征沟道电阻Ri | 第91页 |
| 6.1.2.3 本征栅漏电容C gd与本征栅源电容C gs | 第91-92页 |
| 6.1.2.4 时间延迟 | 第92页 |
| 6.1.2.5 寄生源电阻Rs | 第92页 |
| 6.1.2.6 栅极寄生电感Lg 与栅极寄生电阻R g | 第92页 |
| 6.2 GaN 基 HEMT 模型元件参数的提取算法 | 第92-102页 |
| 6.2.1 寄生参数提取算法 | 第93-96页 |
| 6.2.1.1 寄生电容提取算法 | 第93-96页 |
| 6.2.1.2 寄生电阻提取算法 | 第96页 |
| 6.2.1.3 寄生电感提取算法 | 第96页 |
| 6.2.2 本征参数提取算法 | 第96-98页 |
| 6.2.3 参数测量与结果提取 | 第98-100页 |
| 6.2.4 模型验证 | 第100-102页 |
| 第七章 结论 | 第102-104页 |
| 参考文献 | 第104-109页 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
