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用于高功率开关和数字逻辑应用的低阈值电压 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管的设计

布贝什·钱德尔·乔希、迪内什·库马尔、拉杰·库马尔·蒂亚吉、Chenna Dhanavantri

AlGaN/GaN HEMT 具有非常高的阈值电压，这使得它不适合功率器件和数字逻辑应用。在这项研究中，通过将梯度区域划分为少量具有恒定铝成分的元素，开发了 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 中梯度沟道 AlGaN 的极化模型。所提出的模型被进一步扩展，以找到由于渐变区域内的非消失极化电荷而导致的总电荷密度的表达式。在梯度 AlGaN/GaN HEMT 结构中获得了 3 维电子气 (3DEG)。分级 HEMT 的预测阈值电压低于传统 HEMT。分级器件的阈值电压可以通过在分级区域中使用不同的Al成分来进一步定制。分级HEMT器件中的最大沟道电流低于传统HEMT。然而，通过 AlGaN 的分级，可以在 AlGaN 层中生长出更高的 Al 成分，并可以增强分级 AlGaN/GaN HEMT 的性能。