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N极性GaN/AlGaN异质结二维电子气模拟

王现彬 赵正平 冯志红

N极性GaN/AlGaN异质结二维电子气模拟

王现彬, 赵正平, 冯志红
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-30
  • 修回日期:  2014-01-16
  • 刊出日期:  2014-04-05

N极性GaN/AlGaN异质结二维电子气模拟

  • 1. 河北工业大学信息工程学院, 天津 300130;
  • 2. 专用集成电路国家级重点实验室, 石家庄 050051
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61306113)资助的课题.

摘要: 通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,较系统地研究了GaN沟道层、AlGaN背势垒层、Si掺杂和AlN 插入层对N极性GaN/AlGaN异质结中二维电子气(2DEG)的影响. 分析表明,GaN沟道层厚度、AlGaN背势垒层厚度及Al 组分变大都能一定程度上提高二维电子气面密度,AlGaN背势垒层的厚度和Al 组分变大也可提高二维电子气限阈性,且不同的Si掺杂形式对二维电子气的影响也有差异,而AlN插入层在提高器件二维电子气面密度、限阈性等方面表现都较为突出. 在模拟中GaN沟道层厚度小于5 nm 时无法形成二维电子气,超过20 nm后二维电子气面密度趋于饱和,而AlGaN背势垒厚度超过40 nm后二维电子气也有饱和趋势. 对均匀掺杂和delta 掺杂而言AlGaN 背势垒层Si掺杂浓度超过5×1019 cm-3后2DEG面密度开始饱和.而厚度为2 nm AlN 插入层的引入会使2DEG面密度从无AlN插入层时的0.93×1013 cm-2提高到1.17×1013 cm-2.

English Abstract

参考文献 (12)

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