[发明专利]一种N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法及装置

权利要求书

1.一种N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法，其特征在于，包括：

获取待预测器件各层的厚度和各层的组分；

根据所述各层的厚度和所述各层的组分确定所述待预测器件中的异质结界面极化电荷；

基于所述待预测器件的界面和内部电场特性确定所述待预测器件的静态性能与所述异质界面极化电荷之间的协同对应关系；

获取所述待预测器件中各沟道顶部界面的势垒高度；

根据所述异质结界面极化电荷、所述各沟道顶部界面的势垒高度、所述各层的厚度、所述各层的组分及所述协同对应关系确定所述待预测器件的静态性能。

2.根据权利要求1所述的N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法，其特征在于，基于所述待预测器件的界面和内部电场特性确定所述待预测器件的静态性能与所述异质界面极化电荷之间的协同对应关系的步骤，包括：

基于各界面电位移矢量连续性，根据所述异质结界面极化电荷和异质结界面两侧电场的不连续，确定所述待预测器件中异质结界面两侧的电场和所述异质结界面极化电荷之间的第一对应关系；

基于各层电场和载流子浓度服从的泊松方程，以各层两侧的电场为边界条件对各层积分，找到所述待预测器件异质结界面两侧的电场和各层载流子浓度之间的第二对应关系以及所述各层载流子浓度和能带结构之间的第三对应关系。

3.根据权利要求2所述的N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法，其特征在于，所述待预测器件为单沟道器件，所述获取所述待预测器件中各沟道顶部界面的势垒高度的步骤，包括：

获取所述待预测器件的表面肖特基势垒。

4.根据权利要求2所述的N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法，其特征在于，所述待预测器件为多沟道器件，所述获取所述待预测器件中各沟道顶部界面的势垒高度的步骤，包括：

获取所述待预测器件的表面肖特基势垒；所述表面肖特基势垒即为所述待预测器件顶部沟道顶部界面的势垒高度；

获取所述待预测器件除顶部沟道外沟道顶部界面的预设势垒高度；

根据所述表面肖特基势垒、所述预设势垒高度和所述协同对应关系确定所述待预测器件中异质结界面两侧的预设电场、各层预设载流子浓度和预设能带结构；

基于表面电位移矢量的连续性和整个异质结构的电中性，根据所述预设电场、所述预设载流子浓度和所述预设能带结构，分别计算所述待预测器件除表面极化电荷以外的表面电荷，分别得到第一电荷值和第二电荷值；

调整所述预设势垒高度，直至所述第一电荷值等于所述第二电荷值，则此时的预设势垒高度即为所述待预测器件除顶部沟道外沟道顶部界面的最终势垒高度。

5.根据权利要求4所述的N极性III族氮化物半导体器件的性能预测方法，其特征在于，所述待预测器件为三沟道及更多沟道器件，其特征在于，所述获取所述待预测器件除顶部沟道外沟道顶部界面的预设势垒高度的步骤，包括：

获取第i(i＝N，N-1，N-2…，3，2，其中N为总沟道数)层沟道顶部界面势垒高度的第一预设值，并将所述表面肖特基势垒高度假设作为第i-1层沟道顶部界面的势垒高度；

根据所述第一预设值和所述协同对应关系确定所述待预测器件中异质结界面两侧的第一电场、各层第一载流子浓度和第一能带结构；

根据所述待预测器件中各中间势垒界面的电位移矢量连续性，界面附近层电场和其包含的载流子服从泊松方程的关系，并根据所述各层的厚度、所述各层的组分以及除所述第i层沟道外沟道的的势垒高度，确定所述第一预设值、第一电场以及第一载流子浓度应满足的第四对应关系；

调整所述第一预设值直至所述第一电场和所述第一载流子浓度满足所述第四对应关系，并将此时的第一预设值作为所述第i层沟道的初始势垒高度；

重复上述步骤，直至得到第2层-第N层沟道的初始势垒高度。