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GaN材料由于具有带隙宽、临界击穿电场高、饱和电子漂移速度高等优秀的材料特性,使GaN基器件在耐压和微波领域成为了研究热点。为了解决GaN基器件栅极漏侧附近电场集聚的问题,提升其击穿电压,本文提出了电偶极层GaN基耐压新结构(DL_HEMT),并对其进行了仿真优化。该器件的主要特点是在栅极和漏极之间的钝化层中引入了具有极化效应的电偶极层,该电偶极层所用材料为AlGaN。电偶极层的引入使GaN基器件电偶极层下方沟道中的2DEG被部分耗尽,从而调制了沟道中的电场分布,使器件的击穿电压得以提升。为了获得DL_HEMT器件的最大优值FOM,对该器件的结构参数分别进行了优化仿真。根据仿真结果得出,当电偶极层与栅极漏侧之间的间距LGD为0μm、AlGaN电偶极层的Al组分为0.2、电偶极层的长度LD为4μm时该GaN基DL_HEMT器件取得了最大的优值FOM。此时,该GaN基DL_HEMT器件的击穿电压BV和导通电阻RON分别为1055V和0.424mΩ·cm2,计算得到的最大的优值FOM的值为2.62 GW/cm2。较常规结构而言,其击穿电压BV提升了113%,优值FOM提升了260%。为了提升GaN基MIS-HEMT的频率特性,本文提出具有高-K低-K复合栅介质层结构(CGD)的AlGaN/GaN MIS-HEMT,同时对其进行了优化仿真。由于CGD结构的引入,该器件的栅极下方沟道中高-K低-K界面处的电场不连续,形成了一个电场峰值,从而调制了器件栅极下方沟道中的电场分布,提升了2DEG的漂移速度,使得器件的直流特性和频率特性得以提升。通过对GaN基常规器件(SGD)和GaN基CGD器件的直流特性和频率特性的对比仿真得出,相比于GaN基SGD器件,当GaN基CGD器件引入的低-K栅介质层的长度l为150nm时,其直流特性参数gm、Ids较GaN基SGD器件分别提升了6.9%和10.5%,同时,该器件的频率特性参数fT、fmax相较于GaN基SGD器件分别提升了18.5%和14.7%。而通过对GaN基CGD器件的优化仿真得到,对于柵长Lg为250nm的该器件,当器件引入的低-K栅介质的长度l为150nm时,该器件获得最优的直流特性和频率特性。