GaN-on-Si功率电子技术:高性能E模式混合MOS-HFET与横向二极管

需积分: 5 1 下载量 179 浏览量 更新于2024-08-12 收藏 2.01MB PDF 举报
"这篇研究论文详细探讨了用于功率电子领域的GaN-on-Si(氮化镓硅基)器件技术,特别是增强模式的混合MOS-HFET(金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管)和横向二极管。通过后氧化层退火工艺调控介电/氮化镓正界面固定电荷(Qit+),E-mode Al2O3/GaN 混合MOS-HFET实现了更好的阈值电压(VTH)控制与漏电流驱动能力之间的平衡,有效抑制了Qit+及其相关的远程散射效应。由于其独特的高阈值电压和门摆动特性,E-mode MOS-HFET在故障开启免疫力方面表现出显著提升,这有利于提高设备在功率切换应用中的可靠性,并简化门驱动器设计。同时,文中还介绍了一种新型的AlGaN/GaN横向二极管,它具有独特的特性,对于功率电子系统的设计具有重要意义。" 本文是IEEE Transactions on Industrial Electronics期刊2017年11月刊的一篇学术论文,主要研究内容集中在GaN-on-Si技术上,这是一种在硅基材上生长氮化镓的半导体技术,旨在优化功率电子设备的性能。增强模式(E-mode)的混合MOS-HFET是一种新型的场效应晶体管,其优势在于能够更好地控制阈值电压并提供强大的漏电流驱动能力。通过精细调控介电层和氮化镓界面的固定电荷,可以降低不必要的散射效应,从而提升器件的效率。 此外,这种E-mode MOS-HFET的阈值电压高,门摆动特性优良,使得它在应对电源开关应用时,具有更高的故障抗扰度,这意味着设备在工作时更稳定,更不容易因偶然的电压波动而失效。这对功率电子设备的可靠性至关重要,同时,由于其良好的特性,使得门驱动器的设计也变得更加简单。 另一方面,论文还提出了AlGaN/GaN横向二极管,这种二极管具有独特的优势,可能对功率电子系统的整体性能有显著提升。虽然具体内容没有详述,但可以推测这种二极管设计可能在电流控制、热管理或快速响应等方面有所创新。 这篇论文为功率电子领域带来了新的技术突破,通过优化GaN-on-Si器件的结构和工艺,提升了功率转换的效率和可靠性,对未来的功率电子设备设计有着重要的参考价值。