1. 研究目的与意义
1.1研究背景
随着现代无线电子系统的发展，无限通信距离的增加，对无线收发机的发射功率和频带宽的要求也随之提高。不过由于晶体管自身功率密度有所限制，导致由此制成的功率发大器的性能受到限制。因为HEMT器件的主要工作物为2DEG，其浓度和迁移率直接决定器件的性能。在GaAs体系的第二代宽禁带半导体中，二维电子主要来源于施主掺杂，而基于AlGaN/GaN异质结的第三代宽禁带半导体,由于具有较强的自发和压电极化效应，即使在未掺杂的情况下，此结构也可获得浓度高达2x1013cm-2的2DEG(较AlGaAs/GaAs结构高一个量级),这就避免了电离杂质的Coulomb散射对电子迁移率的影响，致使AlGaN/GaN HEMT中的2DEG具有更高的迁移率。所以以GaN为代表的第三代宽禁带半导体的发展，凭借其自身较大的输出功率密度和较高的工作电压，使得性能更好的宽带功率放大器的设计成为可能。
与第一、二代半导体器件相比，GaN 器件由于其宽禁带、功率密度大的特点，常被应用于高功率的场景下。而高功率器件物理基模型的应用场景和在器件、工艺及电路研发中的作用非常重大。尤其是微波功率器件的发展，对现代信息技术的进步产生了重要的影响。第一代硅(Si)半导体技术的发展奠定了现有信息技术的基础，第二代砷化嫁（GaAs）化合物半导体技术，在微波射频(RF)领域发挥了重要作用，手机的功率放大器是其主要的应用领域。第三代氮化镓(GaN)化合物半导体技术在最近几年得到了长足发展，主要是第四代和第五代移动通讯大功率基站的应用需求。
2. 研究内容和预期目标
2.1研究内容
2.1.1了解GaN HEMT器件
检索相关文献，了解GaN HEMT器件的工作原理，着重关注GaN器件高功率密度的实现原因和提高方法和跨导的影响因素。研究开启电压，栅极电压和漏电流的关系和相关模型，并对可能的原因进行分析。
3. 研究的方法与步骤
3.1研究方法
（1）查阅相关资料和文献，了解国内外GaN HEMT器件的发展现状，从中整理和总结出通过调整绝缘栅实现高功率，高跨导的GaN HEMT器件的研究方法以及优化措施，为本课题的进一步研究做好铺垫。
（2）通过Silvaco TCAD仿真软件，设计仿真仿真模型，不断调整GaN HEMT器件的绝缘栅厚度和介电常数，探究其对GaN HEMT器件的电气特性的影响，得出结论。
4. 参考文献
[1] Y. Zhang, J. Wu, Y. Cao, and Y. Liu, High-power GaN HEMTs with a SiO2/AlN/SiO2 gate dielectric, IEEE Transactions on Electron Devices, 2019.66(2): 1005–1010 .
[2]黄森,张寒,郭富强等.面向下一代GaN功率技术的超薄势垒AlGaN/GaN异质结功率器件[J].电子与封装,2023,23(01):17-27.
[3]黄森,王鑫华,康玄武等.绝缘栅GaN基平面功率开关器件技术[J].电力电子技术,2017,51(08):65-70.
5. 计划与进度安排
1.2024-1-17—2024-2-15：查询并阅读GaN HEMT器件相关的论文。
2.2024-2-16—2024-3-31：熟练使用Silvaco TCAD软件，通过简单的GaN HEMT器件了解工艺结构。
3.2024-4-01—2024-4-30：通过对GaN HEMT器件的不同介电常数κ的栅介质、介质厚度等进行设计，并开始编写论文。
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