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具有1.2 GW/cm² Baliga品质因数和高鲁棒性TDDB稳定性的高阈值电压三栅混合铁电栅堆叠GaN HEMT的实现
Demonstration of high threshold voltage Tri-gate hybrid ferroelectric gate stack GaN HEMT with 1.2 GW/cm2 Baliga's figure-of-merit and highly robust TDDB stability
| 作者 | Rahul Rai · Hung Duy Tran · Tsung Ying Yang · Baquer Mazhari · Edward Yi Chang |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 127 卷 第 3 期 |
| 技术分类 | 系统并网技术 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 三栅混合铁电栅堆叠 GaN HEMT 高阈值电压 Baliga品质因数 TDDB稳定性 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种基于三栅结构的混合铁电栅堆叠GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT），实现了高阈值电压、优异的击穿性能与可靠性。器件展现出1.2 GW/cm²的Baliga品质因数，表明其在高功率应用中的巨大潜力。同时，通过引入铁电材料增强栅控能力，有效提升了阈值电压稳定性。时间依赖介质击穿（TDDB）测试结果显示器件具有高度鲁棒的长期可靠性，满足功率电子器件的严苛要求。该结构为高性能、高可靠GaN功率器件的设计提供了新思路。
English Abstract
Rahul Rai, Hung Duy Tran, Tsung Ying Yang, Baquer Mazhari, Edward Yi Chang; Demonstration of high threshold voltage Tri-gate hybrid ferroelectric gate stack GaN HEMT with 1.2 GW/cm2 Baliga's figure-of-merit and highly robust TDDB stability. _Appl. Phys. Lett._ 21 July 2025; 127 (3): 032101.
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SunView 深度解读
该高性能三栅混合铁电GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。1.2 GW/cm²的Baliga品质因数和优异TDDB稳定性,可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率密度与可靠性。其高阈值电压特性有助于简化驱动电路设计,适合应用于车载OBC等对体积要求严格的场景。该技术为下一代高频GaN功率模块开发提供了创新思路,可进一步优化三电平拓扑的开关特性,提升系统效率。建议在新一代1500V光伏逆变器和大功率储能变流器中率先开展应用验证。