Технология и надежность нормально-выключенных GaN HEMT с p-типа затвором

Транзисторы на основе GaN с p-GaN-затвором широко признаны перспективными устройствами для применения в силовых преобразователях благодаря положительному и стабильному пороговому напряжению, низкому сопротивлению во включенном состоянии и высокой пробивной напряженности электрического поля. В статье представлен обзор последних результатов, посвященных технологии и надежности этих устройств, а также приведены оригинальные данные. В первой части описаны технологические проблемы, связанные с разработкой p-GaN-затвора, и наиболее перспективные решения для минимизации тока утечки затвора. Во второй части рассмотрены наиболее значимые механизмы, ограничивающие динамические характеристики и надежность нормально-выключенных транзисторов на основе GaN. В частности, обсуждаются следующие аспекты: (i) эффекты захвата носителей, специфичные для p-GaN-затвора; (ii) зависимый от времени пробой p-GaN-затвора при положительном напряжении стресса на затворе и соответствующая физика отказа; (iii) стабильность электрических параметров при работе при высоких напряжениях на стоке. Представленные в статье результаты дают представление о современном состоянии характеристик и надежности транзисторов на основе GaN с индуцированным каналом (E-mode), а также о связанных с ними технологических проблемах.