具有p-GaN岛状埋层耐压结构的横向AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

• 作者: 张力 张进成 戴扬 林志宇 王树龙 罗俊 郝跃 郭立新 陈大正
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: AlGaN/GaN p-GaN岛掩埋缓冲层 电场 击穿
• 年，卷（期）: 2017,（24）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 244-250
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.247302

摘要

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)相对较低的击穿电压严重限制了其大功率应用.为了进一步改善器件的击穿特性,通过在n-GaN外延缓冲层中引入六个等间距p-GaN岛掩埋缓冲层(PIBL)构成p-n结,提出一种基于p-GaN埋层结构的新型高耐压AlGaN/GaN HEMT器件结构.Sentaurus TCAD仿真结果表明,在关态高漏极电压状态下,p-GaN埋层引入的多个反向p-n结不仅能够有效调制PIBL AlGaN/GaN HEMT的表面电场和体电场分布,而且对于缓冲层泄漏电流有一定的抑制作用,这保证了栅漏间距为10μm的PIBL HEMT能够达到超过1700 V的高击穿电压(BV),是常规结构AlGaN/GaN HEMT击穿电压(580 V)的3倍.同时,PIBL结构AlGaN/GaN HEMT的特征导通电阻仅为1.47 m?·cm2,因此获得了高达1966 MW·cm-2的品质因数(F OM=BV 2/Ron,sp).相比于常规的AlGaN/GaN HEMT,基于新型p-GaN埋岛结构的HEMT器件在保持较低特征导通电阻的同时具有更高的击穿电压,这使得该结构在高功率电力电子器件领域具有很好的应用前景.