GaN 基高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)管（HEMT）在高頻大功率器件方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，并在其應(yīng)用領(lǐng)域已取得重要進(jìn)展，但GaN基HEMT器件大功率應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)是其“normally-on”特性。對(duì)于傳統(tǒng)的AlGaN/GaN HEMT器件，沿Ga面方向外延生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)存在較強(qiáng)的極化效應(yīng)，導(dǎo)致在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面處產(chǎn)生大量的二維電子氣（2DEG），且在零偏壓下肖特基柵極無(wú)法耗盡溝道中高濃度的二維電子氣。

當(dāng)柵極電壓VGS=0時(shí)，HEMT溝道中仍有電流通過(guò)，需要在柵極施加負(fù)偏置耗盡柵極下二維電子氣，將HEMT置于關(guān)斷狀態(tài)。這在應(yīng)用中無(wú)疑會(huì)增加電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，同時(shí)會(huì)使功耗大大增加，因此設(shè)計(jì)一種在柵極零偏壓下處于關(guān)斷狀態(tài)的增強(qiáng)型（E-Mode）HEMT對(duì)于推進(jìn)HEMT在功率領(lǐng)域的應(yīng)用將至關(guān)重要。

現(xiàn)如今，有很多方案被提出來(lái)獲得增強(qiáng)型的HEMT器件。其中包括嵌入柵結(jié)構(gòu)、氟離子注入、p型蓋帽層、非極性面外延生長(zhǎng)以及MOS結(jié)構(gòu)等。下表對(duì)比了以上幾種實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)。

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