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具有复合源极-...的单向 p-GaN 栅极 HEMT
硅基氮化镓高电子迁移率晶体管 (HEMT) 以其低成本、大面积应用等优势在功率器件应用领域引起了广泛关注 [1]。近年来，双向开关在轧机、电梯、风力发电等许多工业双向功率转换应用中备受青睐。此外，常闭单向 HEMT 是实现高性能双向开关的重要器件 [2,3]。常闭单向 HEMT 通常通过在 HEMT 的漏极中嵌入肖特基势垒二极管 (SBD) 来实现。目前已经采用了氟注入或金属氧化物半导体技术。然而，在常闭单向 HEMT 中尚未见具有良好阈值电压 (V th ) 可控性和稳定性的 p-GaN 栅极技术 [4] 的报道。此外，凹陷式肖特基漏极[5]和场板技术[6]可以为实现具有小开启电压（V on ）、高击穿电压（BV）和良好动态性能的单向HEMT提供相关参考。本研究通过实验证明了一种具有凹陷肖特基漏极和复合源漏场板的单向p-GaN HEMT（RS-FP-HEMT）。研究并揭示了漏极电压应力对动态性能的影响。实验。图1（a）和（b）分别显示了传统的带欧姆漏极的p-GaN HEMT（C-HEMT）和提出的RS-FP-HEMT的示意横截面结构。这两个器件都是在GaN-on-Si晶片上制造的。外延结构由 3.4 µ m 缓冲层、320 nm i-GaN 沟道层、0.7 nm AlN 中间层、15 nm Al 0.2 Ga 0.8 N 阻挡层和 75 nm p-GaN 层（Mg 掺杂浓度为 1 × 10 19 cm −3）组成。器件制造首先通过反应离子刻蚀 (RIE) 形成 p-GaN 栅极岛。然后，蒸发 Ti/Al/Ni/-Au 金属堆栈并在 N 2 环境中以 850 ◦C 退火 30 秒。形成凹陷的肖特基漏极
Karbalaei, M.、Dideban, D. 和 Heidari, H. (2020) 高 K 绝缘体和源极堆栈对双栅极隧道 FET 性能的影响：模拟
在本文中，我们研究了在漏极侧加入 HfO 2 作为电介质并在源极侧加入硅堆栈对双栅极隧道 FET（DG-TFET）电气性能的影响。为此，我们将传统 TFET 结构与其他四种结构进行了比较，这四种结构的栅极电介质材料要么是同质的，要么是异质的，而漏极侧的绝缘体要么是 SiO 2 要么是 HfO 2 。此外，还提出了一种具有硅源堆栈的结构，并将器件的性能系数与其他对应结构进行了比较。我们的模拟结果表明，漏极侧存在 HfO 2 绝缘体会降低双极传导，而异质栅极电介质则会增强驱动电流和跨导。但是，与传统 TFET 相比，HfO 2 会略微降低源极-栅极和漏极-栅极电容。此外，在所研究的 50 nm 沟道长度 TFET 中，硅源极堆栈与异质栅极电介质和漏极侧的 HfO 2 绝缘体的结合，可实现更高的 I ON /I OFF 比、更低的亚阈值斜率 (S) 和更低的双极传导。