Отправить статью по E-mail Особенности конструкции гетероструктур при построении GaN нормально-закрытых транзисторов для силовых монолитных интегральных схем
- Авторы: Царик К.А.1, Чуканова О.Б.1, Козловская Е.А.1
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"»
- Выпуск: Том 16, № 1 (2023)
- Страницы: 70-79
- Раздел: Оборудование для наноиндустрии
- URL: https://journals.eco-vector.com/1993-8578/article/view/626964
- DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.1.70.79
- ID: 626964
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
В статье рассмотрены ключевые зависимости характеристик нормально-закрытых транзисторов от параметров GaN гетероструктур. Определены толщины и концентрации легирующих примесей в слоях гетероструктуры. В результате моделирования получены вольтамперные характеристики р-канального полевого транзистора и n-канального транзистора с подзатворным слоем р-типа.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
К. А. Царик
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"»
Email: kukhtuaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8218-7774
к.т.н., нач. лаб.
Россия, МоскваО. Б. Чуканова
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"»
Автор, ответственный за переписку.
Email: kukhtuaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5726-630X
инженер
Россия, МоскваЕ. А. Козловская
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"»
Email: kukhtuaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0235-3101
инженер
Россия, МоскваСписок литературы
- Ohmaki Y., Tanimoto M., Akamatsu S., Mukai T. Enhancement-mode AlGaN/AlN/GaN high electron mobility transistor with low on-state resistance and high breakdown voltage. / Japanese Journal of Applied Physics. 2006. Vol. 45. no.2. P. 42–45.
- Meneghini M., Hilt O., Wuerfl J., Meneghesso G. Technology and reliability of normally-off GaN HEMTs with p-type gate / Energies. 2017. Vol. 10, no. 2. P. 153.
- Chen K.J. Enhancement‐mode AlGaN/GaN HEMT and MIS‐HEMT technology / K.J. Chen C.Zhou // Physica status solidi (a). 2011. Vol. 208, no. 2. P. 434–438.
- Hirose T., Imai M., Joshin K., et al. Dynamic performances of GaN-HEMT on Si in cascode configuration / 2014. IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition-APEC 2014. IEEE, P. 174–181.
- Wang M., Yuan L., Chen K., et al. Diffusion mechanism and the thermal stability of fluorine ions in GaN after ion implantation / Journal of applied physics. 2009. Vol. 105, no. 8. P. 083519.
- Wu T., Marcon D., Jaeger B., et al. Time dependent dielectric breakdown (TDDB) evaluation of PE-ALD SiN gate dielectrics on AlGaN/GaN recessed gate D-mode MIS-HEMTs and E-mode MIS-FETs / 2015. IEEE International Reliability Physics Symposium. – IEEE, 2015.
- Kaneko N., Machida O., Yanagihara M., et al. Normally-off AlGaN/GaN HFETs using NiO x gate with recess / 2009. 21st International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC’s. – IEEE, 2009. P. 25–28.
- Zheng Z., Zheng L., Song W., et al. Gallium nitride-based complementary logic integrated circuits / Nature electronics. 2021. Vol. 4. P. 595–603.
- Егоркин В.И., Журавлев М.Н., Капаев В.В. Моделирование электронного транспорта в туннельно-резонансных гетероструктурах GaN/AlGaN / Известия высших учебных заведений. Электроника. 2011. №. 2(88). С. 3–8.
- Chiu H., Chang Y., Li B., et al. High-performance normally off p-GaN gate HEMT with composite AlN/Al0.17Ga0.83N/Al0.3Ga0.7N barrier layers design / Journal of the Electron Devices Society. 2018. Vol. 6. P. 201–206.
- Zhang W., Liu X., Fu L., et al. Investigation of normally-off GaN-based p-channel and n-channel heterojunction field-effect transistors for monolithic integration / Results in Physics. 2021. Vol. 24. P. 104209.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис.1. Схематичное изображение рассматриваемого транзистора
Скачать (70KB)
3.
Рис.2. Дно зоны проводимости и уровень Ферми в рассматриваемой структуре в области под затвором
Скачать (92KB)
4.
Рис.3. Влияние параметров барьерного слоя – толщины барьерного слоя tb thickness и мольной доли Al x(Al) mole fraction – на тип прибора.
Скачать (92KB)
5.
Рис.4. Зависимость тока стока транзистора Id при 3,5 В на затворе (сплошная линия, правая ось у) и зависимость порогового напряжения Vth (прерывистая, левая ось у) от толщины барьерного слоя tb
Скачать (99KB)
6.
Рис.5. Зависимость тока стока транзистора Id при 3,5 В на затворе (сплошная линия, правая ось у) и зависимость порогового напряжения Vth (прерывистая, левая ось у) от мольной доли Al в барьерном слое tb
Скачать (103KB)
7.
Рис.6. Зависимость концентрации носителей в канале от толщины слоя спейсера AlN
Скачать (64KB)
8.
Рис.7. Схематичное изображение комплиментарной пары на основе разрабатываемых GaN транзисторов
Скачать (86KB)
9.
Рис.8. Влияние параметров канального слоя – его толщины tp и содержания примеси в нем Np – на тип р-канального транзистора. I – нормально-открытые приборы, II – нормально-закрытые и III – область, где оба транзистора нормально-закрытые
Скачать (86KB)
10.
Рис.9. Вольтамперные характеристики рассматриваемых транзисторов: р-канального полевого транзистора (слева) и n-канального транзистора с р-затвором (справа)
Скачать (122KB)
