构建InAs／AlSb HEMT 器件结构如图3.2所示，在图中要仿真的是InAs／AlSb HEMT 器件的电学特性，半绝缘衬底和缓冲层对于器件的电学特性影响很小，在器件实际工作中，电流主要是通过沟道传输，所以器件工作中实际起作用的外延层是下面的AlSb势垒层及以上的各层异质材料，所以在仿真时为了减小计算量和提高仿真效率，只采用如图3.3所示的结构。在这个结构中去掉了缓冲层和半绝缘衬底，具体的各层材料作用在下面做了详细的阐述，InAs／AlSb HEMT 器件的外延材料列于表3.1。

图3.2　InAs／AlSb HEMT 器件结构

表3.1　InAs／AlSb HEMT 外延结构

帽层（Cap layer）：InAs材料在为HEMT器件的帽层材料，在InAs材料中采用重掺杂，为了得到低欧姆阻值的源漏端。同时，由于InAs材料是窄禁带宽度（Eg=0.3eV）材料，所以采用InAs材料作为HEMT器件的帽层材料可以得到很低的欧姆接触阻值。

阻挡层（Protection layer）：InAlAs材料作为栅金属和半导体材料接触形成肖特基势垒层材料。AlSb材料很容易氧化，在AlSb上层势垒材料的上面采用InAlAs材料可以有效的阻值AlSb材料氧化。另外一个作用是InAlAs材料可以作为势垒阻挡层，由于InAs材料是窄禁带宽度材料，很容易发生碰撞离化产生电子空穴对，而InAs沟道中空穴容易越过AlSb上势垒层而进入到栅电极，使得栅极漏电流增大，在栅金属和AlSb上势垒层之间插入InAlAs材料，InAlAs材料导带底部比AlSb材料低，这样InAlAs材料可以有效阻值空穴进入到栅极，从而减小栅极漏电流。(www.daowen.com)

势垒层（Spacer layer）：也称为隔离层，AlSb材料作为隔离层材料。AlSb材料禁带宽度1.6eV较大，和InAs材料形成异质结，这两种材料的导带带阶很大（ΔEc=1.35eV），比其他的Ⅲ-Ⅴ族材料都大，这样可以很好的限制InAs势阱中二维电子气。同时AlSb材料空间隔离层，可以把调制掺杂δ面掺杂的电离施主杂质和二维电子气在空间上分开，降低电离杂质散射对2DEG的影响，进而提高二维电子气浓度的电子迁移率。

沟道层（Channel layer）：InAs材料作为HEMT器件的沟道材料。InAs材料在室温下电子迁移率可以达到30000cm2／Vs，电子速度是4×107cm／s，同时InAs材料的性能很稳定。InAs沟道材料和AlSb势垒层之间的导带带阶很大1.35eV，使得2DEG限制在平面势阱中运动。

下势垒层：AlSb材料作为沟道下势垒层材料，一方面是为了与InAs材料形成异质结，形成很深势阱，另一方面是由于InAs材料禁带宽度窄，晶格常数大，与半绝缘衬底材料GaAs，InP和Si材料失配，使用AlSb材料作为沟道下势垒材料和InAs材料晶格匹配，同时减弱沟道材料和衬底材料的失配影响。

调制δ面掺杂：在AlSb上势垒层中加入薄InAs量子阱中进行Si的δ面掺杂。

图3.3　器件ISE仿真结构

图3.3构建的仿真器件，源漏间距1.8μm，栅长是350nm。器件仿真中，为了让仿真器件更接近实际制作的器件，在器件模型中加入了等效电阻Rs和RD。