AlGaN势垒层应变弛豫度对高Al含量Al_xGa_(1-x)N/GaN HEMT性能的影响

采用数值算法自洽求解Poisson和Schrdinger方程,计算了AlGaN势垒层的应变弛豫度对高Al含量AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)中的导带结构、电子浓度以及二维电子气(2DEG)薄层电荷密度的影响.利用所获得的精确薄层电荷密度与栅电压的关系,采用非线性电荷控制模型解析求解了应变弛豫度对AlxGa1-xN/GaNHEMT直流输出特性的影响.计算表明,应变弛豫度为0时所获得的Al0.50Ga0.50N/GaNHEMT的最大二维电子气薄层电荷密度为2.42×1013cm-2,最大漏电流为2482.8mA/mm;应变弛豫度为1时所获得的最大二维电子气薄层电荷密度为1.49×1013cm-2,最大漏电流为1149.7mA/mm.模拟结果同已有的测试数据相比,符合较好.对模拟结果的分析表明,对高Al含量的AlGaN/GaNHEMT进行理论研究时需要考虑应变弛豫度的影响,减小AlGaN势垒层的应变弛豫度可显著提高器件的性能.