半导体GaN功率开关器件的结构改进

发布时间：2021-07-31 04:29

　　因氮化镓GaN（gallium nitride）材料自身的物理性质优势,该材料更适用于高温且大功率电子器件的制作。但目前GaN材料制作的功率开关器件存在反向饱和漏电现象,业界一直以进一步发挥GaN性能为目的展开研究,GaN材料的全面实用化应用也面临着性能稳定性的挑战。为此,提出一种新的半导体GaN功率开关器件结构改进方法。由于集电极-发射极击穿电压和饱和压降是衡量器件可靠性的重要指标,因此采用绝缘栅混合阳极二极管取代平面肖特基势垒二极管,解决集电极-发射集击穿电压和饱和压降输出不合理的问题。改进结构后的器件阳极由肖特基栅极和欧姆阳极金属短接组成,阴极为欧姆金属;改进器件的制作主要采用隔离、钝化、凹槽刻蚀和介质淀积等工艺,更好地实现了功率开关和功率转换功能。经仿真结果的分析可知:改进结构后的功率开关器件能有效减少反向饱和漏电状况,且改进器件的温度与电压、比导通电阻成正比,高温性能良好。 

【文章来源】：电源学报. 2020,18(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

器件结构示意

器件具体制作过程

分别选取高阻集电区电阻率为52、59、66和73Ω·cm，对改进的半导体GaN功率开关器件进行仿真测试。电阻率对半导体GaN功率开关器件集电极-发射极击穿电压的影响如图4所示。图4 集电极-发射极击穿电压分析


本文编号：3312770