Sheng Li · Yanfeng Ma · Hao Yan · Mingfei Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

首次发现并研究了蓝宝石衬底上高压 p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）（蓝宝石衬底 GaN HEMT）一种新颖的自增强非钳位电感开关（UIS）行为。除了传统的硅基 GaN HEMT 类似 LC 的谐振行为外，蓝宝石衬底 GaN HEMT 的 UIS 行为有显著偏差，且呈现出与温度相关的击穿电压，这表明高电场可能会引发碰撞电离，并主导击穿现象。此外，进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真和输出电容表征，共同证实了这一机制。由于电感能量通过碰撞电离电流耗散，蓝宝石衬底 GaN H...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于蓝宝石基GaN功率器件的研究具有重要的战略意义。该技术揭示了p-GaN栅极HEMT在蓝宝石衬底上展现出的自增强型非钳位感性开关（UIS）鲁棒性，这一特性对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的可靠性提升具有直接价值。 研究发现，相比传统的硅基GaN器件，蓝宝石基...

Siddhesh Gajare · Han Gao · Christopher Wong · Shengke Zhang · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本文对增强型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同加速栅极电压和温度条件下开展了系统的随时间变化的栅极击穿研究。碰撞电离（I.I.）被确定为导致 p-GaN 栅极击穿失效的主要老化机制。基于碰撞电离机制，本文建立了一个全面的栅极寿命模型，以定量描述平均失效时间（MTTF）与电压和温度的关系。在不同温度范围内观察到两种不同的激活能（$E_{\mathbf {a}}$）。在较低温度下，平均失效时间对温度的依赖性主要受碰撞电离系数温度依赖性的影响，导致激活能为负值。在较高温度下，热电子发...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增强型GaN HEMT器件pGaN栅极寿命模型的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现技术跃升的关键使能技术。 该研究系统揭示了pGaN栅极的失效机制，确认碰撞电离是主要退化路径，并建立了...

S. Hamzeloui · A. M. Arabhavi · F. Ciabattini · M. Ebrahimi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

薄集电极InP/GaInAsSb双异质结双极型晶体管（DHBT）的开基极集电极-发射极击穿电压（BVCEO）和开发射极集电极-基极击穿电压（BVCBO）显著高于相同集电层结构的InP/GaAsSb DHBT，分别提升20%和43%。研究表明，GaInAsSb基区使BVCEO达到由碰撞电离决定的理论极限值，首次在缩放InP DHBT中实现该性能。性能提升源于GaInAsSb抑制了基区价带与InP集电区导带间的带间隧穿。实测与理论计算一致，验证了机制的准确性。该方法无需调整集电区设计即可提升击穿电压...

解读: 该InP/GaInAsSb DHBT击穿电压优化技术对阳光电源功率半导体器件应用具有重要参考价值。研究通过材料能带工程抑制隧穿效应，在不牺牲高频性能前提下提升器件耐压20%-43%，该思路可借鉴至SiC/GaN功率器件优化中。对于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，更高击穿电压的功率器件可提升系...