Модель «протекающего диэлектрика» для подавления динамического разброса RON в AlGaN/GaN HEMT с легированием углеродом

Силовые переключательные транзисторы GaN-на-Si с эпитаксией, легированной углеродом, крайне подвержены динамическому разбросу RON, что приводит к снижению эффективности переключения. В данной работе причины этого разброса выявлены с помощью рамп напряжения на подложке для разделения путей утечки и локализации центров захвата в эпитаксиальной структуре, а также моделирования для определения их влияния на характеристики приборов. Показано, что утечка может происходить как вертикально, так и латерально; предполагается, что она связана не только с переносом заряда в объёме, но и с протяжёнными дефектами, а также с газами дырок на гетеропереходах. Для одной и той же эпитаксиальной конструкции с помощью модели «протекающего диэлектрика» показано, что в зависимости от путей утечки динамический разброс RON может изменяться от незначительного до бесконечного. Определена оптимальная конфигурация утечек для минимизации разброса, при которой удельное сопротивление увеличивается с глубиной в буферном стеке. Продемонстрировано, что для полного подавления разброса необходима утечка через нелегированный канал GaN по всему зазору между затвором и стоком, а не только под контактами.