본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 항복 전압 특성 향상을 위해 2차원 소자 시뮬레이터를 통하여 게이트 필드 플레이트 구조를 최적화하였다. 필드플레이트 길이, 절연체 종류, 절연체 두께 변화 등의 세가지 변수를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며 그에 따른 전기장 분포의 변화와 항복전압 특성을 확인하였다. 필드플레이트 구조를 최적화 시킴으로서 게이트 에지부분과 필드플레이트 에지부분에 집중 되어있던 전기장이 효과적으로 분산된다. 그에 따라 애벌런치 효과가 줄어들게 되어 항복전압 특성이 향상된다. 결론적으로 최적화된 게이트 필드플레이트 구조는 일반적인 구조에 비해 항복특성을 약 300% 이상 향상시킬 수 있다.
In this paper, we optimize the gate field plate structure to improve breakdown characteristics of AlGaN/GaN HEMT by two-dimensional device simulator. We have simulated using three parameters such as field-plate length, types of insulator, and insulator thickness and thereby we checked change of the electric field distribution and breakdown voltage characteristics. As optimizing field-plate structure, electric fields concentrated near the gate edge and field-plate edge are effectively dispersed. Therefore, avalanche effect is decresed, so breakdown voltage characteristic is increased. As a result breakdown characteristics of optimized gate field-plate structure are increased by about 300% compared to those of the standard structure.
