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极化库仑场散射对AlGaNGaN电子器件特性影响研究的开题报告
一、研究背景和意义
氮化物半导体电子器件是当前电子领域中的研究热点之一，由于其本征电特性的优异性能，使得其在高功率集成电路、蓝光LED和激光器等领域具备广泛的应用前景。其中AlGaN/GaN异质结二极管是一种理想的高功率半导体器件，具有高开关频率、低导通和开关损失、小体积等特点，被广泛应用于电力电子、通信电子、雷达电子等领域。然而，AlGaN/GaN异质结二极管在实际应用中出现退化和失效的情况，这些问题主要是由于偏置电压和环境温度的变化所引起的。
在氮化物半导体器件中，局域电场强度是导致电子器件损坏和失效的主要原因之一。AlGaN/GaN异质结二极管中极化库仑场电场强度存在局限，并且极化场与载流子密度之间存在着耦合效应，这可能会导致器件表面漏电流的增加、电压稳定性的变差、击穿电压的降低等问题。因此，对AlGaN/GaN异质结二极管的极化库仑场有深入的了解和研究，对电子器件的设计、制造和应用具有重要的意义。
二、研究内容和目标
本文将研究AlGaN/GaN异质结二极管中极化库仑场散射对器件特性的影响以及优化措施的探索。具体分为以下两个部分：
1.对AlGaN/GaN异质结二极管的极化场进行模拟分析，研究其对器件特性的影响。采用有限元仿真的方法，建立AlGaN/GaN异质结二极管的电学模型，模拟极化场在器件中的分布情况，探究极化场与载流子密度之间的关系。分析极化场对AlGaN/GaN异质结二极管的漏电流、击穿电压、电压稳定性等参数的影响，为优化器件结构提供理论依据。
2.探索减缓AlGaN/GaN异质结二极管中极化库仑场的方法。针对极化场散射所带来的问题，提出相应的优化策略。可采用多量子阱结构、退火处理、衬底氮化镓厚层等方法来改善器件特性，具体措施可根据仿真分析结果调整。
三、研究方法和技术路线
1.有限元仿真模拟法：通过使用COMSOLMultiphysics软件，建立AlGaN/GaN异质结二极管的电学模型，预测极化场在器件中的分布和对器件特性的影响。
2.减缓极化库仑场的方法：从多量子阱结构、退火处理、衬底氮化镓厚层的角度进行研究，通过调整材料类型、厚度、结构等因素来优化器件结构。
四、研究意义和应用价值
本文研究的AlGaN/GaN异质结二极管中极化库仑场散射对器件特性的影响以及优化措施，对于当前氮化物半导体器件的研究和应用具有重要意义。一方面，能够深入了解AlGaN/GaN异质结二极管中的物理机制，为器件设计与制备提供更具有指导意义的理论依据。另一方面，通过探索减缓极化库仑场的方法，可大幅提升器件的可靠性、稳定性和寿命，推动其在各种领域的应用。