1. 研究目的与意义
HEMT（HighElectronMobilityTransistor），高电子迁移率晶体管是一种异质结场效应晶体管，又被称为调制掺杂场效应晶体管（MODFET）。从本质上来说，HEMT器件是一种场效应器件，漏源间流过的电流受到栅极的调制，栅与半导体形成肖特基接触。以GaAs或者GaN制备的高电子迁移率晶体管（HighElectronMobilityTransistors）以及赝配高电子迁移率晶体管（PseudoorphicHEMT）被普遍认为是最有发展前途的高速电子器件之一。由于此类器件所具有超高速、低功耗、低噪声的特点(尤其在低温下)，极大地满足超高速计算机及信号处理、卫星通信等用途上的特殊需求，故而HEMT器件受到广泛的重视。作为新一代微波及毫米波器件,HEMT器件无论是在频率、增益还是在效率方面都表现出无与伦比的优势.经过10多年的发展,HEMT已经具备了优异的微波、毫米波特性,已成为2～100GHz的卫星通信、射电天文、电子战等领域中的微波毫米波低噪声放大器的主要器件。同时他也是用来制作微波混频器、振荡器和宽带行波放大器的核心部件基于AlGaN/GaN异质结材料制造的高电子迁移率晶体管(HEMT)因其具有高的饱和漂移速度、大的导带不连续性以及强的自发极化和压电极化效应,成为大功率,高温,高频应用中具有发展潜力的器件。特别是在大功率应用方面,GaN基HEMT比GaAs基HEMT和Si基LDMOS表现出更优越的器件性能而成为目前国际研究热点。
近年来，GaN 基微波功率器件在雷达、5G 通 信、航空航天等领域不断展现其重大的发展和应用意义，同时各领域对 GaN 基微波功率器件的功率、频率、效率及可靠性等方面也提出更高 的 要求。研究发现，持续向更大功率、更高效率发展的 GaN HEMT 器件的低热耗散能力已成为制约器件性能提升的重要因素，而热耗散能力又主要由器件的衬底材料决定。目前商用的蓝宝石、Si 和 SiC 等 GaN 器件衬底材料具有较低的热导率( 40～400 W·m－1·K－1 ) ，散
2. 研究内容和问题
研究内容：通过对HEMT器件相关研究文献的查阅，分析HEMT的器件结构、工作原理，再结合其工艺实现条件，利用Silvaco TCAD软件建立器件模型，通过实验数据验证模型的正确性，进一步模拟验证决定HEMT器件特性参数。
HEMT的主要参数阈值电压、最大电流饱和密度，对它的性能仿真之后利用各种终端方法来提高器件的性能。
解决的关键问题：1、熟练的使用Silvaco TCAD软件，并且利用它进行HEMT器件工艺仿真和性能研究；2、做出一个基本的HEMT器件，得出它的能带结构图、转移特性曲线以及输出特性曲线；3，对HEMT器件从工艺以及结构方面进行改善以提高器件性能。
3. 设计方案和技术路线
研究方法：先对HEMT器件基本结构进行仿真分析，得出能带结构、转移特性曲线和输出特性曲线；然后在 HEMT上加上终端技术提高性能并且进行对比、分析。
技术路线：1、减小栅长；2、改变AlGaN势垒层厚度以及Al组分；3、插入AlN层；4、加入盖帽层；5、表面钝化。
4. 研究的条件和基础
已学习和掌握了HEMT的相关内容，具有运用TCAD Silvaco软件的能力，并有相关的文献资料，具备完成该课题的基本条件。
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