Bajos efectos de atrapamiento y alta tensión de bloqueo en transistores de ondas milimétricas AlN/GaN de grosor submicrónico crecidos por MBE en sustrato de silicio
Autores: Carneiro, Elodie; Rennesson, Stéphanie; Tamariz, Sebastian; Harrouche, Kathia; Semond, Fabrice; Medjdoub, Farid
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Bajos efectos de atrapamiento y alta tensión de bloqueo en transistores de ondas milimétricas AlN/GaN de grosor submicrónico crecidos por MBE en sustrato de silicio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transistores
GaN
Sustrato de silicio
Aplicaciones de potencia
Alta frecuencia
HEMTs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se informan transistores AlN/GaN (HEMTs) de grosor submicrónico crecidos en un sustrato de silicio para aplicaciones de potencia de alta frecuencia. Utilizando epitaxia de haz molecular, un innovador búfer escalonado ultradelgado con un grosor total de pila de 450 nm permite combinar un excelente confinamiento de electrones, como se refleja en la baja disminución de la barrera inducida por el drenaje, una corriente de fuga baja por debajo de 10 uA/mm y bajos efectos de atrapamiento hasta un sesgo de drenaje V = 30 V mientras se utilizan longitudes de puerta inferiores a 150 nm. Como resultado, se han logrado rendimientos de potencia de GaN-sobre-silicio de última generación a 40 GHz, mostrando ninguna degradación después de múltiples medidas de señal grande en clase AB profunda hasta V = 30 V. Las características de señal grande en modo pulsado revelan una combinación de eficiencia de potencia agregada (PAE) superior al 35% con una densidad de potencia de salida saturada (P) de 2.5 W/mm en V = 20 V con una distancia entre puerta y drenaje de 500 nm. Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración de un alto rendimiento de RF logrado con HEMTs de GaN de grosor submicrónico crecidos en un sustrato de silicio.
Descripción
En este trabajo, se informan transistores AlN/GaN (HEMTs) de grosor submicrónico crecidos en un sustrato de silicio para aplicaciones de potencia de alta frecuencia. Utilizando epitaxia de haz molecular, un innovador búfer escalonado ultradelgado con un grosor total de pila de 450 nm permite combinar un excelente confinamiento de electrones, como se refleja en la baja disminución de la barrera inducida por el drenaje, una corriente de fuga baja por debajo de 10 uA/mm y bajos efectos de atrapamiento hasta un sesgo de drenaje V = 30 V mientras se utilizan longitudes de puerta inferiores a 150 nm. Como resultado, se han logrado rendimientos de potencia de GaN-sobre-silicio de última generación a 40 GHz, mostrando ninguna degradación después de múltiples medidas de señal grande en clase AB profunda hasta V = 30 V. Las características de señal grande en modo pulsado revelan una combinación de eficiencia de potencia agregada (PAE) superior al 35% con una densidad de potencia de salida saturada (P) de 2.5 W/mm en V = 20 V con una distancia entre puerta y drenaje de 500 nm. Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración de un alto rendimiento de RF logrado con HEMTs de GaN de grosor submicrónico crecidos en un sustrato de silicio.