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氮化镓功率器件的HEMT结构与增强型技术.docx
资料介绍
氮化镓功率器件的HEMT结构与增强型技术
引言
氮化镓功率器件是宽禁带功率半导体的重要分支，其HEMT结构可以实现极高的开关频率和极低的导通电阻。2026年，氮化镓功率器件的HEMT结构与增强型技术已经发展到了可以在常关型（增强型）模式下稳定工作，满足电源转换应用的需求。本文将从HEMT结构原理、二维电子气、增强型实现和可靠性四个方面，对氮化镓功率器件的HEMT结构与增强型技术进行深入的技术解析。
一、HEMT结构原理
HEMT是氮化镓功率器件的基础结构。2026年，HEMT结构原理已经非常清晰。
异质结GaN和AlGaN形成异质结，在界面处产生极化效应，形成高浓度的二维电子气。
二维电子气2DEG具有极高的电子迁移率，可以达到2000 cm²/Vs以上，远高于硅材料。
二、二维电子气
2026年，二维电子气的特性已经非常清晰。
极化效应GaN和AlGaN的极化强度不同，在异质结界面处产生极化电荷，吸引电子形成2DEG。
2DEG浓度2DEG的面密度通常在10^13 cm^-2量级，与AlGaN层的厚度和Al组分相关。
三、增强型实现
2026年，增强型GaN器件的实现技术已经非常成熟。
P-GaN栅极在栅极区域生长P型GaN，耗尽栅极下方的2DEG，实现常关型工作。P-GaN栅极是目前最成熟的增强型技术。
凹槽栅极通过刻蚀栅极区域的AlGaN层，降低栅极下方的2DEG浓度，实现常关型工作。
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