凹槽栅增强型GaN功率器件的开关特性研究

摘要：

由于AlGaN/GaN异质结界面自发极化和压电极化产生的二维电子气,使器件处于常开状态,需要施加额外的负栅极电压将其关断.而增强型p-GaN栅结构的肖特基栅漏电大,极大地限制了器件的工作电压范围.本文基于原子层刻蚀及原子层沉积技术,在硅基衬底上制备出凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT功率器件,阈值电压为2.5V,电流开关比＞1010,衬底接地时击穿电压为760 V.基于Silvaco TCAD建立了电学输运模型,对器件的转移输出特性进行拟合,并提取模型参数.同时,基于器件-电路混合电路仿真器MixedMode建立双脉冲测试电路,首次评估了凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT器件的开关特性.当负载电流为12 A时,器件的导通上升时间为1 ns,关断下降时间为1.6 ns,处于现有文献报道的最低值.这些结果表明,凹槽栅增强型GaN MOS-HEMT在功率器件领域具有广阔的应用前景.

关键词：氮化镓、凹槽栅、增强型、TCAD仿真、开关特性

所属期刊栏目：32

分类号：TN386;O472;TM46

资助基金：国家自然科学基金;福建省科技重大专项专题项目

在线出版日期：2023-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：39-44,48