Diseño de transistores de alta movilidad de electrones GaN asimétricos con barrera de InAlN en el lado de la fuente y barrera de AlGaN en el lado del drenaje
Autores: Lv, Beibei; Zhang, Lixing; Mo, Jiongjiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de transistores de alta movilidad de electrones GaN asimétricos con barrera de InAlN en el lado de la fuente y barrera de AlGaN en el lado del drenaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
InAln
GaN HEMT
Efecto de polarización
2DEG
Voltaje de ruptura
Estructura asimétrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
El HEMT InAlN/GaN ha sido identificado como una alternativa prometedora al HEMT convencional AlGaN/GaN debido a su efecto de polarización mejorado que contribuye a una mayor 2DEG en el canal de GaN. Sin embargo, la barrera InAlN suele sufrir de alta fuga y, por lo tanto, baja tensión de ruptura. En este documento, proponemos una estructura asimétrica de HEMT de GaN que está compuesta por una barrera InAlN en el lado de la fuente y una barrera AlGaN en el lado del drenaje. Este dispositivo novedoso combina las ventajas de alta densidad de 2DEG en el lado de la fuente y baja concentración de campo eléctrico en el lado del drenaje. Según la simulación TCAD, el dispositivo asimétrico propuesto muestra una mejor corriente de drenaje y transconductancia en comparación con el HEMT AlGaN/GaN, y una tensión de ruptura mejorada en comparación con el HEMT InAlN/GaN. Los efectos de colapso de corriente también han sido evaluados desde el punto de vista relacionado con el proceso. Las posibles trampas de interfaz más altas relacionadas con el crecimiento epitaxial en dos etapas para la fabricación de la estructura asimétrica no empeorarán el colapso de corriente y la fiabilidad.
Descripción
El HEMT InAlN/GaN ha sido identificado como una alternativa prometedora al HEMT convencional AlGaN/GaN debido a su efecto de polarización mejorado que contribuye a una mayor 2DEG en el canal de GaN. Sin embargo, la barrera InAlN suele sufrir de alta fuga y, por lo tanto, baja tensión de ruptura. En este documento, proponemos una estructura asimétrica de HEMT de GaN que está compuesta por una barrera InAlN en el lado de la fuente y una barrera AlGaN en el lado del drenaje. Este dispositivo novedoso combina las ventajas de alta densidad de 2DEG en el lado de la fuente y baja concentración de campo eléctrico en el lado del drenaje. Según la simulación TCAD, el dispositivo asimétrico propuesto muestra una mejor corriente de drenaje y transconductancia en comparación con el HEMT AlGaN/GaN, y una tensión de ruptura mejorada en comparación con el HEMT InAlN/GaN. Los efectos de colapso de corriente también han sido evaluados desde el punto de vista relacionado con el proceso. Las posibles trampas de interfaz más altas relacionadas con el crecimiento epitaxial en dos etapas para la fabricación de la estructura asimétrica no empeorarán el colapso de corriente y la fiabilidad.