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通过低温氮化处理有效抑制AlGaN/GaN MISHEMT中的电流崩塌
Effective Reduction of Current Collapse in AlGaN/GaN MISHEMT via Low-Temperature Nitriding Treatment
Sheng-Yao Chou · Yan-Chieh Chen · Cheng-Hsien Lin · Yan-Lin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
采用180°C下1小时的低温超临界流体氮化（SCFN）处理，成功将AlGaN/GaN MISHEMT在高场驱动条件（VD=300 V）下的电流崩塌减少了72%。经SCFN处理后，器件关态栅漏电流显著降低，击穿电压提升至710 V（@1 μA/mm），远高于未处理样品的110 V。同时，最大漏极电流、最大跨导分别提升4.6%和2.9%，导通电阻降低11.1%。性能改善归因于AlGaN表面悬键修复及Al2O3/AlGaN界面缺陷态减少。结合XPS、界面态密度（Dit）和栅漏电输运机制分析验证了该机理...
解读: 该低温氮化处理技术对阳光电源GaN功率器件应用具有重要价值。通过SCFN工艺将电流崩塌抑制72%、击穿电压提升至710V，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的GaN功率模块设计。电流崩塌的有效抑制能提升器件动态特性，降低开关损耗，对1500V高压系统和三电平拓扑尤为关键。导通电阻降低...
氮化镓高电子迁移率晶体管中的低温捕获效应：铁掺杂缓冲层和场板的影响
Cryogenic Trapping Effects in GaN-HEMTs: Influences of Fe-Doped Buffer and Field Plates
Mohamed Aniss Mebarki · Ragnar Ferrand-Drake Del Castillo · Denis Meledin · Erik Sundin 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文利用脉冲电流 - 电压（I - V）和漏极电流瞬态谱（DCTS）测量方法，研究了在低至 4.2 K 的低温（CT）条件下，AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的陷阱机制。结果显示，在低温下陷阱效应总体增强。特别是，在低温下观察到电流崩塌现象显著增加，这主要归因于掺铁（Fe）的 GaN 缓冲层中的深受主态。相比之下，具有未掺杂缓冲层的器件仅表现出有限的陷阱迹象，且这些迹象仅与表面和接入区域有关。低温下陷阱效应的加剧与低温下较慢的去陷阱动态有关。此外，在掺铁器件中，栅场板（FP）...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN-HEMT器件低温陷阱效应的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性，正逐步应用于我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率模块中，而该研究揭示的低温特性对产品可靠性设计至关重要。 研究发现Fe掺杂缓冲层在低温环境下会显著加剧电流崩...
采用栅极凹槽结构的局部GaN帽层刻蚀以提升0.15-μm AlGaN/GaN HEMT的高功率附加效率性能及陷阱分析
Localized GaN Cap Etching With Gate-Recessed Structure for Enhanced High-PAE Performance and Trap Analysis in 0.15- μ m AlGaN/GaN HEMTs
Beibei Lv · Siyuan Ma · Jiongjiong Mo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本文针对用于高功率附加效率（PAE）应用的0.15微米铝镓氮（AlGaN）/氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT），全面研究了栅极刻蚀策略对其电学性能和陷阱动力学的影响。通过比较不同刻蚀深度的器件及其标准非刻蚀对照器件，我们系统地研究了器件性能与工艺诱导损伤之间的权衡关系。去除GaN帽层的器件实现了创纪录的1393 mA/mm输出电流密度和661 mS/mm的峰值跨导，由于载流子浓度增加以及更高的$L_{\text {g}}$/$t_{\text {AlGaN}}$，短沟道效应（SCE）...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅极凹槽技术研究具有重要的战略价值。GaN功率器件是光伏逆变器和储能变流器实现高频化、高效化、小型化的关键技术路径，直接关系到我们产品的核心竞争力。 该研究通过优化栅极凹槽深度，在0.15微米工艺节点实现了81.6...