研究目的
为展示基于新型多通道三栅架构的高性能横向氮化镓功率肖特基势垒二极管(SBD),实现导通电阻和正向电压的显著降低,同时具备超低漏电流与高击穿电压。
研究成果
由于多通道二维电子气(2DEG)结构,所展示的多通道三栅极硅基氮化镓(GaN-on-Si)功率肖特基势垒二极管(SBDs)具有较小的导通电阻(RON)和正向压降(VF);得益于三栅极设计,其击穿电压(VBR)较高且反向漏电流(IR)极低,在600V/650V额定电压下展现出最先进的性能水平。
研究不足
该研究未讨论多通道三栅极架构在工业生产中的可扩展性,也未评估其在极端环境条件下的性能表现。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用具有多二维电子气(2DEG)沟道的周期性AlGaN/GaN异质结构以降低导通电阻(RON)和正向电压(VF)。通过三维三阳极与三栅极电极实现对多沟道的接触与调控。
2:样本选择与数据来源:
该多沟道AlGaN/GaN异质结构包含5条平行2DEG沟道,每条沟道由10nm AlGaN势垒层、1nm AlN隔离层及10nm GaN导电层构成。
3:实验设备与材料清单:
异质结构生长于4.3微米厚缓冲层的硅衬底上。阳极区域通过基于氩/氯的感应耦合等离子体刻蚀工艺,选择性图形化为设计高度200nm、宽度50nm的鳍状结构。
4:3微米厚缓冲层的硅衬底上。阳极区域通过基于氩/氯的感应耦合等离子体刻蚀工艺,选择性图形化为设计高度200nm、宽度50nm的鳍状结构。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:三阳极通过鳍侧壁接触多沟道,从而实现低开启电压(VON)。三栅极/三阳极区域在大反向偏压下?;げ啾谛ぬ鼗崦馐芨叩绯∮跋?,以降低反向漏电流(IR)。
5:数据分析方法:
从导通电阻(RON)、正向电压(VF)、反向漏电流(IR)及击穿电压(VBR)等参数分析多沟道三栅肖特基二极管性能,并与单沟道器件进行对比。
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