已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling

高电子迁移率晶体管 宽禁带半导体 击穿电压 模式(计算机接口) 光电子学 材料科学 氮化镓 电压 物理 凝聚态物理 纳米技术 晶体管 计算机科学 量子力学 操作系统 图层(电子)
作者
Yijin Guo,Yuan Qin,Matthew Porter,Zineng Yang,Ming Xiao,Yifan Wang,D. Popa,Loizos Efthymiou,Chu Cheng,K. Y. Cheng,Ivan I. Kravchenko,Linbo Shao,Florin Udrea,Yuhao Zhang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:127 (4) 被引量:6
标识
DOI:10.1063/5.0279059
摘要

High-voltage GaN high electron mobility transistors (HEMTs) have recently reached the 10 kV milestone; however, prior reports relied on unconventional epitaxial structures—such as multi-channel, Si delta-doping, or unintentional p-GaN doping—which pose challenges in the realization of enhancement-mode (E-mode) gate control. Here, we demonstrate a 10 kV E-mode GaN HEMT with a standard highly doped p-GaN gate. This p-GaN layer also forms a reduced-surface-field (RESURF) structure. By analyzing devices with varying RESURF thickness (tR), we identify the key physical mechanism that enables the breakdown voltage (BV) upscaling with device length. We find the BV upscaling is only viable when tR is below 21 nm and reaches peak effectiveness at a tR of 17 nm—deviating from predictions based on ideal polarization superjunction theory. This suggests the presence of donor trap states that balance the acceptors in p-GaN. Additionally, the low Mg doping near the p-GaN/AlGaN interface, naturally formed in epitaxial growth, relaxes the precision required for tR control to maintain charge balance. Under the optimal tR, we demonstrate a 10 kV GaN E-mode HEMT with a specific on-resistance (RON,SP) of 69 mΩ cm2, which is lower than the RON,SP of 10 kV SiC MOSFETs. We also test a 5 kV device under prolonged high-temperature reverse bias stress at 3 kV and 150 °C. The device shows minimal parametric shifts, manifesting electrical and thermal reliability of the underlying charge modulation. The findings offer valuable guidance for the design of multi-kilovolt GaN power HEMTs using industry-standard wafers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
何耀荣发布了新的文献求助10
2秒前
个性的罡完成签到,获得积分10
3秒前
丘比特应助庚桑楚采纳,获得10
3秒前
zjh完成签到,获得积分10
6秒前
kk发布了新的文献求助10
8秒前
何耀荣完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.3应助mu_zi采纳,获得10
12秒前
star完成签到,获得积分10
14秒前
cutezr完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
YHAO完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
20秒前
yuyiyi发布了新的文献求助100
26秒前
ppapp完成签到 ,获得积分10
29秒前
畅快枕头发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
丁丁车完成签到 ,获得积分10
33秒前
清脆牛排发布了新的文献求助10
36秒前
豪豪完成签到,获得积分10
41秒前
平淡1997亮眼小虫虫完成签到 ,获得积分10
42秒前
安详雅香完成签到,获得积分10
45秒前
46秒前
科研通AI6.4应助kk采纳,获得10
47秒前
48秒前
Owen应助会飞的小猪采纳,获得10
49秒前
还是你天天完成签到 ,获得积分10
49秒前
YHC发布了新的文献求助10
50秒前
52秒前
称心砖家发布了新的文献求助20
52秒前
56秒前
mu_zi发布了新的文献求助10
58秒前
深情安青应助108采纳,获得10
1分钟前
周大人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
keven应助gjww采纳,获得30
1分钟前
安详雅香发布了新的文献求助10
1分钟前
情怀应助mkeale采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6.4应助YHC采纳,获得10
1分钟前
Akim应助邪恶银渐层采纳,获得10
1分钟前
海绵宝宝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7246723
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870419
关于积分的说明 18711547
捐赠科研通 6924013
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3197821
关于科研通互助平台的介绍 2372909
邀请新用户注册赠送积分活动 2172648