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基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
| 作者 | Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang · Kangyao Wen |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 1 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 | InAlN/GaN MIS - HEMTs 栅泄漏电流 击穿电压 HfAlOx电荷俘获层电介质 原位O3处理 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
English Abstract
Fangzhou Du, Yang Jiang, Peiran Wang, Kangyao Wen, Chuying Tang, Jiaqi He, Chenkai Deng, Yi Zhang, Mujun Li, Xiaohui Wang, Qiaoyu Hu, Wenyue Yu, Qing Wang, HongYu Yu; Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment. _Appl. Phys. Lett._ 6 January 2025; 126 (1): 012110.
S
SunView 深度解读
该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实现更高频开关,减小磁性元件体积;在储能系统中可提高DC-DC变换效率。同时,改进的GaN器件性能也有助于车载OBC充电机向更高功率密度发展。这为阳光电源在第三代半导体应用领域的技术创新提供了新思路。