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氮化镓(GaN)功率器件因能实现高功率、高频率、高线性度、高效率等特点吸引着其在功率器件应用领域的快速发展。整流器在功率应用领域中占有重要地位,开发一种具有低正向开启电压、低反向漏电和高反向耐压能力的高性能GaN功率整流器对于实际应用具有重要意义。本文的工作就是提出具有该高性能的GaN功率整流器。主要研究内容包括:(1)提出一种具有结终端混合阳极结构的GaN功率整流器(AlGaN/GaN Power Rectifier with Edge-Terminated Hybrid Anode,ETH-Rectifier)。ETH-Rectifier的特点为:1、采用刻蚀凹槽的方式优化栅下方AlGa N势垒层的厚度实现对二维电子气浓度(2DEG)的调制,从而实现对器件的正向开启电压的调制。仿真表明ETH-Rectifier的开启电压为0.25V,是常规肖特基二极管(SBD)开启电压的1/6。2、在靠近阴极一侧的肖特基凹槽中引入结终端大幅降低整流器的反向漏电,提高反向耐压。与没有结终端的器件相比,该ETH-Rectifier的反向漏电流在反向偏压为-100V时降低了5个量级。在阳极到阴极的距离Lac=5.0μm时,没有结终端的器件在漏电流为10μA/mm时击穿电压为400V,而ETH-Rectifier在漏电流为1μA/mm时击穿电压达到510V。且引入2.0μm长的场板后,器件耐压值从510V提高至800V,提升了56.86%。并根据BFOM值优化结终端和场板的长分别为1.0μm和2.0μm。(2)根据仿真中ETH-Rectifier存在的问题和参数的优化选取,在实际器件设计中提出优化结构:具有MIS栅混合阳极的GaN功率整流器(AlGaN/GaN Power Rectifier with MIS-Gated Hybrid Anode,MG-HAR)。MG-HAR的特点为:1、同样采用刻蚀凹槽方式调制开启电压,测试表明MG-HAR的开启电压为0.6V,而同比SBD的为0.9V。2、凹槽中全部淀积上栅介质来减小漏电提高耐压。在Lac=5.0μm时,偏压-100V内MG-HAR的反向漏电比SBD低两个量级。定义MG-HAR在漏电为10μA/mm时击穿,则MG-HAR在Lac=5.0μm和10.0μm下击穿电压分别为438V和575V,这已超过Lac=20.0μm下SBD的击穿电压值(512V@1mA/mm)。Lac=20.0μm下MG-HAR的击穿电压更是可以高达1100V,且在790V之前器件漏电都低于1μA/mm。