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GaN是第三代宽禁带半导体材料的代表之一,具有优良的材料特性。GaN半导体材料拥有高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气(2DEG)浓度和高热导率。优异的材料特性使得GaN基功率器件具备高耐压、正向导通电阻低、工作频率高等优势。这些优势可以帮助功率系统缩小体积、降低功耗的同时增强其在恶劣环境中的可靠性。目前,AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)已广泛应用于功率半导体领域。常规AlGaN/GaN异质结材料有很强的压电效应和自发极化效应,使得异质结界面GaN一侧天然具有较高电子迁移率和高浓度的二维电子气(2DEG)。高导电能力的二维电子气(2DEG)沟道使得常规AlGaN/GaN异质结高迁移率晶体管(HEMT)具有高开关速度和低导通损耗的同时具有常开特性。常开特性限制了AlGaN/GaN HEMT的广泛应用。为了实现常关特性的GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT),需要采取一些特殊的工艺和结构。本文的主要工作就是提出一种增强型GaN基场控能带新器件,该器件具有MIS栅极结构、肖特基接触和槽栅结构等特点。首先,结合相关文献对AlGaN/GaN异质结的极化效应和AlGaN/GaN HEMT工作机理以及增强型器件的实现方式做了理论分析。其次,通过分析增强型技术方案对器件能带分布的影响引出场控能带技术(FCE)。最后通过场控能带技术提出GaN基新器件并通过Sentaurus TCAD仿真平台对新器件的电学特性和能带分布进行仿真分析。分析并阐述了部分减薄栅极下方AlGaN势垒厚度和肖特基隧穿结对器件能带分布和电学特性影响。其中AlGaN/GaN双向开关器件(MBS)具备双向导通和阻断能力,单向导通时开启电压为0.9V,在1μA/mm的漏电流条件下,耐压达到500V;AlGaN/GaN逆阻型MIS-HEMT具备反向阻断能力,开启电压达到0.6V,在1μA/mm的漏电流条件下,耐压达到450V,在栅压和源漏电压为10V的时候,沟道电流达到0.83A/mm。通过总结在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的实验经验,介绍了隧穿增强型AlGaN/GaN HEMT的工艺流程。对工艺流程中的部分重要环节进行研究和优化,如欧姆金属的高温快速退火处理以及栅槽刻蚀界面的优化。