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用于提升GaN MIS-HEMT阈值电压热稳定性的NiOx栅氧化层
NiOx gate oxide for enhanced thermal stability of threshold voltage in GaN MIS-HEMTs up to 400 °C
| 作者 | Mritunjay Kumar · Ganesh Mainali · Vishal Khandelwal · Saravanan Yuvaraja |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 21 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 | NiOx门氧化物 GaN MIS - HEMTs 阈值电压 热稳定性 400°C |
语言:
中文摘要
本文报道了一种基于NiOx栅氧化层的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），在高达400 °C的工作温度下仍表现出优异的阈值电压热稳定性。通过反应溅射法制备的NiOx薄膜具有高介电常数、良好的界面特性及高温下化学稳定性，有效抑制了高温工作时的界面态生成与电荷退极化效应。实验结果表明，器件在400 °C高温退火及动态偏置应力下，阈值电压漂移显著减小，稳定性明显优于传统Al2O3或SiNx栅介质器件。该研究为高温、高功率电子器件提供了可行的栅氧化方案。
English Abstract
Mritunjay Kumar, Ganesh Mainali, Vishal Khandelwal, Saravanan Yuvaraja, Manoj Kumar Rajbhar, Dhanu Chettri, Haicheng Cao, Xiao Tang, Xiaohang Li; NiOx gate oxide for enhanced thermal stability of threshold voltage in GaN MIS-HEMTs up to 400 °C. _Appl. Phys. Lett._ 26 May 2025; 126 (21): 213505.
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SunView 深度解读
该NiOx栅氧化层GaN器件技术对阳光电源高温应用场景的功率器件设计具有重要参考价值。可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路,特别适合沙漠、高原等高温环境下的产品。其400℃高温下的阈值电压稳定性优势,有助于提升逆变器的可靠性和转换效率。建议在下一代1500V系统的GaN功率模块中验证该技术,可望进一步提升阳光电源产品在极端环境下的性能优势。该研究为我司GaN器件应用提供了创新的栅极结构优化方案。