Diseño del espacio de los diodos Schottky de barrera de unión vertical de trinchera de GaN: estudio exhaustivo y modelado analítico
Autores: Yin, Jian; Chen, Sihao; Chen, Hang; Li, Shuti; Fu, Houqiang; Liu, Chao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño del espacio de los diodos Schottky de barrera de unión vertical de trinchera de GaN: estudio exhaustivo y modelado analítico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Nitruro de galio
Barrera Schottky de unión de trinchera
Parámetros de diseño
Distribución de campo eléctrico
Voltaje de ruptura
Comportamientos de conducción directa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Informamos sobre diodos de barrera Schottky de unión de trinchera vertical de nitruro de galio (GaN) y analizamos sistemáticamente los efectos de los parámetros de diseño clave en las características de reversa y directa de los dispositivos. Aprovechando los efectos de blindaje tanto de las trincheras como de las uniones pn en la estructura TJBS, el alto campo eléctrico en la región de contacto Schottky puede ser efectivamente suprimido. Encontramos que la concentración de dopaje, el grosor y el espaciado de p-GaN, así como la profundidad y el ángulo de las paredes laterales de la trinchera están estrechamente asociados con la distribución del campo eléctrico y las características de reversa de los diodos TJBS. Con un conjunto óptimo de parámetros de diseño, el hacinamiento de campo eléctrico local en la esquina de la trinchera o en el borde del p-GaN también puede ser aliviado, lo que resulta en un aumento de la tensión de ruptura de hasta 1250 V en los diodos TJBS. Además, se desarrolló un modelo analítico para explorar el mecanismo físico detrás de los comportamientos de conducción directa. Creemos que los resultados pueden proporcionar una estrategia de diseño sistemática para el desarrollo de diodos de potencia GaN de baja pérdida, alta tensión y alta potencia hacia un sistema de potencia eficiente.
Descripción
Informamos sobre diodos de barrera Schottky de unión de trinchera vertical de nitruro de galio (GaN) y analizamos sistemáticamente los efectos de los parámetros de diseño clave en las características de reversa y directa de los dispositivos. Aprovechando los efectos de blindaje tanto de las trincheras como de las uniones pn en la estructura TJBS, el alto campo eléctrico en la región de contacto Schottky puede ser efectivamente suprimido. Encontramos que la concentración de dopaje, el grosor y el espaciado de p-GaN, así como la profundidad y el ángulo de las paredes laterales de la trinchera están estrechamente asociados con la distribución del campo eléctrico y las características de reversa de los diodos TJBS. Con un conjunto óptimo de parámetros de diseño, el hacinamiento de campo eléctrico local en la esquina de la trinchera o en el borde del p-GaN también puede ser aliviado, lo que resulta en un aumento de la tensión de ruptura de hasta 1250 V en los diodos TJBS. Además, se desarrolló un modelo analítico para explorar el mecanismo físico detrás de los comportamientos de conducción directa. Creemos que los resultados pueden proporcionar una estrategia de diseño sistemática para el desarrollo de diodos de potencia GaN de baja pérdida, alta tensión y alta potencia hacia un sistema de potencia eficiente.