Немонотонная температурная зависимость эффекта излома в GaN HEMT, обусловленная ударной ионизацией с участием ловушек

В работе выявлена сложная взаимосвязь между эффектом излома в транзисторах с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе AlGaN/нитрида галлия (GaN) и изменениями температуры. Показано, что температурная зависимость эффекта излома имеет сложный немонотонный характер, причем ток эффекта излома достигает максимума примерно при 75 °C. Предложена концепция, согласно которой такая немонотонная температурная зависимость обусловлена ударной ионизацией с участием ловушек. Это предположение было строго подтверждено комплексным анализом, включавшим исследование ударной ионизации при различных температурах и измерения методом спектроскопии переходных процессов глубоких уровней (DLTS). На основе точного расчета энергетических уровней ловушек была оптимизирована существующая модель. Улучшенная модель учитывает обусловленные температурой изменения ширины запрещенной зоны, эффективной массы, подвижности и других факторов. Эти усовершенствования повышают точность описания взаимосвязи между конечным напряжением стока эффекта излома (V_DS_kink), напряжением на затворе и температурой. Работа не только углубляет понимание эффекта излома, но и открывает новые возможности для повышения надежности и эксплуатационных характеристик приборов на основе GaN.