氮化鎵器件的概述

前面我們簡單提了一下這類器件叫做GaN HEMT，其導電原理是二維電子氣（Two dimensional electron gas），是一種接近金屬材料導電特性的器件（多子器件的特點），這種器件都能夠工作于超高頻和超高速領域，原因就在于它是利用具有很高遷移率的所謂二維電子氣來工作的（多子的電子導電，且無摻雜因素的的影響，因此無載流子慣性效應，載流子遷移率高，決定了GaN是高速器件）；HEMT（High Electron Mobility Transistor），高電子遷移率晶體管。這是一種異質(zhì)結(jié)場效應晶體管，又稱為調(diào)制摻雜場效應晶體管（MODFET）、二維電子氣場效應晶體管（2DEGFET）、選擇摻雜異質(zhì)結(jié)晶體管 (SDHT)等。

二維電子氣形成的機理

由于AlGaN層較薄且AlGaN材料的晶格常數(shù)大于GaN材料，二者的晶格失配使AlGaN層受到拉應力，最終由于AlGaN的自發(fā)極化強度和壓力極化強度均強于GaN材料，在二者的異質(zhì)結(jié)界面經(jīng)過電荷抵消之后會留下形成凈的正極化電荷，而在異質(zhì)結(jié)界面處會感應產(chǎn)生出跟正的極化電荷密度同樣大小的帶負電荷的電子，這個就是二維電子氣-2DEG，因此二維電子氣是自發(fā)極化效應和壓電極化效應的結(jié)果。

注意：異質(zhì)結(jié)，這是區(qū)別PN結(jié)的一種結(jié)構(gòu)，也是GaN HEMT的主要結(jié)構(gòu)特征。

對于GaN器件也存在耗盡型（D-mode，D代表Depletion，是耗盡的意思）和增強型（E-mode,E代表Enhancement，是增強的意思）HEMT，如下將分別介紹其結(jié)構(gòu)特點。

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