BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN TRUNG ĐÔ
NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ NG NGHỆ CHẾ TẠO
TRANSISTOR CÓ ĐỘ LINH ĐỘNG ĐIỆN TỬ CAO DỰA TRÊN GaN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT
Hà Nội 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN TRUNG ĐÔ
NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ NG NGHỆ CHẾ TẠO
TRANSISTOR CÓ ĐỘ LINH ĐỘNG ĐIỆN TỬ CAO DỰA TRÊN GaN
Ngành: Vật lý kỹ thuật
Mã số: 9520401
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. Nguyễn Ngọc Trung
2. PGS.TS. Nguyễn Hoàng Thoan
Hà Nội - 2024
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu kết qunghiên cứu trong luận án “Nghiên cứu mô
phỏng và công nghệ chế tạo transistor có độ linh động điện tử cao dựa trên GaN
là trung thực và không có bất kỳ sự sao chép hay sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tất cả những sự giúp đỡ cho việc y dựng cơ sở lý luận cho luận án đều được trích
dẫn đầy đủ và ghi rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.
Hà Nội , ngày tháng năm
Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh
Nguyn Ngc Trung Nguyễn Trung Đô
Nguyn Hoàng Thoan
ii
LỜI CM ƠN
Để hoàn thành luận văn, cùng với những nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự
động viên, giúp đỡ của rất nhiều người.
Đầu tiên, em xin chân thành y tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS. TS. Nguyễn
Ngọc Trung PGS. TS. Nguyễn Hoàng Thoan đã tận tình chỉ bảo trực tiếp
hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu sinh của mình.
Ngoài ra, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy giáo của
khoa Vật kỹ thuật, Đại học Bách khoa Nội cũng như các thầy của nhà
trường, đã hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để em thể hoàn thành luận án.
Bên cạnh đó, sự giúp đỡ, động viên khích lệ về mọi mặt của cha mẹ, anh chị em
người thân trong gia đình cũng như bạnđã động viên, khích lệ em trong suốt quá
trình theo họcthực hiện luận án.
Người viết xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội , ngày tháng năm
Nghiên cứu sinh
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
LI CẢM ƠN ........................................................................................................................ ii
Danh mc hình v .................................................................................................................. 1
Danh mc bng ...................................................................................................................... 5
Danh mc ký t viết tt ......................................................................................................... 6
Đặt vấn đề .............................................................................................................................. 8
1. do chọn đề tài ........................................................................................................ 8
2. Mc tiêu ca lun án ................................................................................................... 8
3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 9
4. Ý nghĩa khoa học và thc tin ca lun án ................................................................. 9
5. Các kết qu mi ca lun án ....................................................................................... 9
6. Cu trúc ca lun án ................................................................................................. 10
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN V BÁN DN GaN VÀ LINH KIN GaN HEMT ............ 12
1.1. Tng quan v vt liu bán dn vùng cm rng ......................................................... 12
1.2. Thông s k thut ca linh kin bán dn vùng cm rng ......................................... 14
1.2.1. H s phm chất Baliga (Baliga’s Figure of merit - BFoM) ............................. 15
1.2.2. Hiu sut chuyển đổi điện ................................................................................. 16
1.2.3. Công ngh chế to phiến bán dn GaN ............................................................. 18
1.3. Tng quan v transistor da trên bán dẫn có độ linh động điện t cao .................... 19
1.3.1. Cấu trúc HEMT cơ bản...................................................................................... 19
1.3.2. Phân cc t phát và phân cực áp điện ............................................................... 20
1.3.3. Nguyên lý hoạt động ca HEMT ....................................................................... 23
1.3.4. Tiếp giáp Ohmic ................................................................................................ 27
1.3.5. Tiếp giáp Schottky ............................................................................................. 29
1.4. ng dng ca linh kin GaN HEMT........................................................................ 33