随着半导体产业的发展,对半导体材料的要求也在提高,作为第三代半导体的GaN材料展现出了很多独特的优势,而基于GaN材料制备的AlGaN/GaN HEMT以其输出电流密度大、工作频率高、抗辐照能力强等突出的特性在大功率、微波等领域得到了广泛的关注和应用。集成度和频率特性要求的提高使GaN基HEMT器件尺寸不断缩小,而短沟道效应成为制约其尺寸减小的重要因素。鳍式场效应晶体管(FinFET)具有三维的立体栅电极结构,其侧栅可以从侧壁对二维电子气(2DEG)进行控制,使器件栅控能力加强,可以有效抑制短沟道效应。另一方面,通过侧栅对二维电子气耗尽作用可以实现增强型器件。本文提出了Fin宽渐变结构的FinFET器件,围绕仅有侧栅的FinFET(Dual-gate FinFET)和常规三维栅FinFET(Tri-gate FinFET)两种FinFET器件的侧栅,基于仿真模拟研究了Fin宽渐变结构器件的特性,同时对侧栅FinFET的特性进行了研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先通过Silvaco TCAD仿真软件对不同栅宽的Fin器件进行仿真,仿真结果与实验结果相近证明了本文仿真框架的合理性。之后对两种AlGaN/GaN FinFET器件(Dual-gate、Tri-gate)进行了三维仿真,对比分析了两种FinFET器件不同Fin宽的直流特性,发现对于Fin器件而言Fin宽100nm以下时侧栅占主导作用,Fin宽增大逐渐顶栅占主导。在Fin宽减小至30nm时,侧栅器件由耗尽型转变为增强型,可知单侧侧栅对二维电子气的有效耗尽宽度为15nm。之后研究了栅极高度、周期宽度、栅长的变化对侧栅器件特性的影响。对侧栅高度而言40nm高度为临界点,40nm部分能提供有效栅控,在侧栅高度大于40nm部分对二维电子气的影响很小,器件侧栅高度应至少达到40nm。周期宽度的变化对器件的阈值电压并没有影响,但会增大源接入区域宽度与沟道宽度的比例,带来更大的电流驱动能力进而提高输出电流和跨导峰值。栅长的变化以300nm为临界点,栅长大于300nm时,随栅长变大,阈值电压的变化较小,且跨导峰值减小;而栅长小于300nm时,随栅长变大,阈值电压显著正偏,跨导峰值提高。基于不同结构参数的研究,设计了一款跨导补偿型高线性侧栅器件,其跨导在-1V至2V范围内平坦度较好。最后在侧栅器件中引入了Fin宽渐变结构并对其进行仿真研究,其中侧栅漏端倾斜结构有效改善了Fin沟道中的电场分布进而改善了Fin沟道中电荷分布。Fin宽渐变结构相较于常规器件阈值电压负偏,基于此定义了Fin宽渐变结构的等效栅长,相较于其等效栅长的常规侧栅器件,Fin宽渐变的跨导峰值均有所增大,栅控能力得到提升。而侧栅源端倾斜结构对器件性能影响很小。在Fin器件中引入了Fin宽渐变结构并进行仿真研究。其中Fin宽渐变结构跨导峰值相较其等效栅长器件有所提升。之后对我们所设计的Fin宽渐变器件的制备流程和版图设计进行了展示。