摘要： 本专题通过对 GaN 基 HEMT、SBD、JBS和 MOSFET 等器件进行结构建模和电学特性仿真，给出各类器件的仿真过程和特性结果。目的在于在帮助使用者快速掌握 NUWA 软件的使用并用于 GaN 基功率器件的分析和优化设计。
近年来，氮化镓（GaN）功率器件的研发和应用逐渐受到人们的广泛关注。由于 GaN 材料本身具有的优良特性如宽带隙（约3.3eV）、高击穿电场（约3.3MV/cm）以及高的电子迁移率（约1500cm2/V·s）等，使得 GaN 半导体功率器件具有更高的击穿电压、更高的电子速度、更低的导通电阻、更好的热稳定性以及更强的抗辐射能力，因此，GaN功率器件已经在5G通讯、轨道交通、雷达预警、新能源汽车、高压电网、消费电子等领域得到广泛应用。
GaN功率器件主要有 GaN 肖特基势垒二极管（GaN SBD）、GaN高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）、GaN 结势垒肖特基势垒二极管（GaN JBS）、GaN 绝缘栅双极型场效应晶体管（GaN IGBT）以及 GaN 金属氧化物半导体场效应晶体管（GaN MOSFET）等。近年来，为了提高 GaN 功率器件的击穿电压、高频特性，人们进行了大量的结构优化设计，如垂直型 GaN 功率器件、GaN MIS-HEMT、超结 GaN MOSFET、沟槽型 MISFET 等，相关研究成果在产业界获得高度关注。对 GaN 功率器件进行不断优化设计以获得更高更强的性能是产业界不断的追求。
半导体器件仿真在器件结构和性能优化方面具有独特的优势，不仅能够快速验证新器件的性能，提高产品研发效率和降低成本，还能够看到实验中看不到的结果，分析各种实验现象的物理原因。因此，器件仿真已经成为半导体器件研发的必要手段之一。
为了能够使用户快速掌握 NUWA 软件的使用过程以及针对 GaN 基功率器件仿真的模型设置，特推出 GaN 功率器件仿真专题。通过从器件结构建模到模型设置，再到结果输出以及物理分析来展示 NUWA 软件在仿真不同功率器件时的使用过程，帮助用户理解软件仿真原理以及不同 GaN 功率器件的工作原理和结构设计。
本专题采用 NUWA 半导体工艺和器件仿真软件对 GaN 功率器件进行仿真。NUWA 是一款包含光、电、热、力等多物理场自洽求解半导体漂移-扩散基本方程的 2D & 3D 国产半导体工艺和器件仿真软件，结合缺陷、SRH复合、俄歇复合、载流子隧穿、碰撞离化、迁移率、热电子发射以及自热效应等物理模型，能够实现对 GaN 功率器件的物理机理和电学特性进行仿真。针对 GaN 功率器件，GaN 材料极化效应、缺陷效应以及费米钉扎效应的描述至关重要，这些效应在软件仿真中均可设置和体现。