垂直氮化镓沟槽栅极场效应管的优化设计

在传统的氮化镓沟槽栅极场效应管的基础上,通过引入AlGaN层,在异质结界面处形成二维电子气减小器件的导通电阻,并对漂移层的厚度和掺杂浓度进行讨论,使用TCAD软件对器件进行设计优化。最终优化后的漂移层厚度为6μm,掺杂浓度为5×10^(16)cm^(-3)。器件获得了较低的导通电阻R_(on)=0.47 mΩ·cm^(2),较高的击穿电压V_(BR)=2880 V和品质因子FOM=17.6 GW·cm^(-2)。结果显示出了沟槽栅极垂直氮化镓场效应管在高压大电流应用场景下的优势。

Simulation study of high voltage GaN MISFETs with embedded PN junction

In this paper,we propose a new enhanced GaN MISFET with embedded pn junction,i.e.,EJ-MISFET,to enhance the breakdown voltage.The embedded pn junction is used to improve the simulated device electric field distribution between gate and drain,thus achieving an enhanced breakdown voltage(BV).The proposed simulated device with LGD=15μm presents an excellent breakdown voltage of 2050 V,which is attributed to the improvement of the device electric field distribution between gate and drain.In addition,the ON-resistance(RON)of 15.37Ω·mm and Baliga's figure of merit of 2.734 GW·cm-2 are achieved in the optimized EJ-MISFET.Compared with the field plate conventional GaN MISFET(FPC-MISFET)without embedded pn junction structure,the proposed simulated device increases the BV by 32.54%and the Baliga's figure of merit is enhanced by 71.3%.

一种具有N埋层的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

为了进一步提高GaN HEMT器件的击穿电压,并保持低的导通电阻,文中提出了一种具有N型GaN埋层的AlGaN/GaN HEMT。该埋层通过调整器件的电场分布,降低了高场区的电场峰值,从而降低器件关断时的泄漏电流。该埋层使得栅漏之间的横向沟道电场分布更加均匀,提高了器件的击穿电压。通过Sentaurus TCAD仿真发现,N型GaN埋层可以明显改善器件的击穿电压。相比于传统结构530 V的击穿电压,新结构的击穿电压达到了892 V,提高了68%。此外,N型GaN埋层没有影响到器件的导通特性,使得器件保留了低的特征导通电阻。以上结果说明,该结构在功率器件领域具有良好的应用前景。

POP型SiC JBS二极管结构的改进与性能优化

为了进一步提高SiC JBS的反向击穿特性和BFOM值,对POP型SiC JBS结构进行了重要改进。虽然它们都是采用外延的方法在一个较窄的轻掺杂P阱上面再制作一个较宽的重掺杂P区,但是改进的结构在二者的界面附近存在一段等宽区,即P阱的上半部分与重掺杂P区同宽,从而大幅度降低重掺杂P区的边缘电场集中效应以提高击穿电压。通过理论分析与MEDICI软件仿真,深入探讨了这种结构变化对器件性能的影响。结果表明,在不增加额外工艺的情况下,改进的结构可大幅度提高BFOM和击穿电压。