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利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
| 作者 | Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao · Jiandong Ye |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 127 卷 第 6 期 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 常关型AlGaN/GaN MOS - HEMTs 极端k值BaTiO3 介电极化 性能增强 应用物理快报 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
English Abstract
Lin Hao, Ke Xu, Hui Guo, Pengfei Shao, Jiandong Ye, Yugang Zhou, Bin Liu, Hai Lu, Rong Zhang, Youdou Zheng, Dunjun Chen; Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization. _Appl. Phys. Lett._ 11 August 2025; 127 (6): 062103.
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SunView 深度解读
该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于车载OBC和充电桩等对功率密度要求较高的产品,为阳光电源开发更高效、更紧凑的新能源电力电子设备提供了新思路。建议在下一代GaN功率模块设计中评估采用该技术方案。