GaN场效应晶体管的TCAD研究的开题报告.docx

AlGaN/GaN场效应晶体管的TCAD研究的开题报告

一、研究背景和意义

随着半导体器件要求功率密度、速度等性能不断提升，研究新型的功率半导体器件已经成为当下研究热点之一。AlGaN/GaN场效应晶体管（FET）是一种全新的高功率、高速和高温功率半导体器件，具有优异的电学和物理特性，广泛应用于电子通信、雷达、无线电等领域。AlGaN/GaNFET具有高迁移率电子和高饱和电流，使得其输出功率密度高，而且还可以工作在高温环境下，对于电子设备的高功率、高速、高频等要求及其它领域均有广泛的应用前景。因此，研究AlGaN/GaNFET的性能优化和可靠性分析已经成为电子器件领域的重要研究课题。

二、研究目标和内容

本研究的主要目标是基于TCAD软件（包括SilvacoTCAD和SentaurusTCAD）对AlGaN/GaNFET的器件性能进行模拟和分析，并通过对关键技术参数的研究，向实际中的器件设计提供改进方案和技术指导。具体包括以下内容：

1.建立二维和三维的AlGaN/GaNFET器件模型，对其电学性能进行模拟和分析，探讨其与硅基FET的差异。

2.研究AlGaN/GaN的材料参数及其对器件性能影响，包括AlGaN/GaN异质结界面缺陷、Mo声子的影响等。

3.分析AlGaN/GaNFET器件的热点问题，如热效应等。

4.探究AlGaN/GaNFET器件的可靠性、寿命等问题。

三、研究方法和技术路线

本研究将采用TCAD软件进行AlGaN/GaNFET器件性能的理论模拟分析，包括所有器件所涉及到的物理和电学特性以及交互作用。我们将首先使用SilvacoTCAD建立AlGaN/GaNFET器件的二维模拟器件，得到器件参数如电流、电子浓度等性能参数。然后，我们将采用SentaurusTCAD进行三维器件模拟，更准确地考虑器件的特性，并探讨如何改进AlGaN/GaNFET器件在脱贡态和势垒高度方面的性能。此外，我们还将采用其他实验手段实际测试所得的数据与模拟结果进行比较，验证模拟结果的准确性和实用性。

四、研究计划和进度安排

本项目计划为期两年，具体进度安排如下：

第一年：

1.向导师领取、阅读有关文献和资料。

2.学习各种TCAD软件，并了解AlGaN/GaN材料和芯片的物理特性。

3.完成基于SilvacoTCAD的二维AlGaN/GaNFET器件模拟的初步研究（1-6月）。

4.验证模拟结果的准确性，并对其中存在的问题进行修改和改进（7-12月）。

第二年：

1.建立基于SentaurusTCAD的三维AlGaN/GaNFET器件模拟，并对模拟结果进行分析（1-6月）。

2.研究与分析AlGaN/GaNFET器件的热效应问题（7-12月）。

3.总结并撰写论文，准备进行答辩（12月）。

五、研究预期结果

通过本项目的研究，我们预期能够深入了解AlGaN/GaNFET器件的性能和特性，并对其进行量化和优化设计。具体的预期结果包括：

1.能够建立较为准确的AlGaN/GaNFET器件模型，探究其与硅基FET的差异。

2.研究AlGaN/GaN材料参数及其对器件性能影响，完善AlGaN/GaNFET器件性能模型。

3.研究AlGaN/GaNFET器件的热效应问题，探究实际应用前景。

4.提供一系列可行性的AlGaN/GaNFET工艺流程和优化方案，为实际器件设计提供技术支撑和指导。

六、结语

本研究旨在通过TCAD软件分析和模拟，深入探究AlGaN/GaNFET器件的性能和特性，为该类半导体器件的优化设计和大规模应用提供指导意见。我们相信本研究将具有重要意义和实际应用价值，对AlGaN/GaNFET器件的发展具有重要贡献。