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Design and Optimization of GaN-Based Power Semiconductor Transistors

機(jī)譯：GaN基功率半導(dǎo)體晶體管的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

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摘要

Gallium Nitride, a wide bandgap semiconductor, is a robust material with applications in high-power transistors and power amplifiers. However, processing technology is still maturing and transistors performance are far from theoretical limits. We investigate several design aspects of the heterojunction transistor including ohmic contact, gate insulation and high off-state breakdown. We discuss ohmic contact formation approaches for low contact resistance (Rc) and low temperature processing and achieve Rc less than 0.2 O•mm. For the transistor gate insulation in the Metal-Insulator-Semiconductor Heterojunction, we study many high-kappa dielectrics, deposited by Atomic Layer Deposition, using both TiO2 and HfO2 variations. We also discuss methods towards evaluating interface trap defects at the insulator/GaN interface. Lastly, we cover one method towards improving off-state breakdown voltage for an InAlN/GaN transistor. Various electrical characterization methods are discussed such as pulsed and DC Current-Voltage and Capacitance-Voltage measurements.
機(jī)譯：氮化鎵是一種寬帶隙半導(dǎo)體，是一種堅(jiān)固的材料，可用于大功率晶體管和功率放大器。但是，處理技術(shù)仍在日趨成熟，晶體管的性能還遠(yuǎn)未達(dá)到理論極限。我們研究了異質(zhì)結(jié)晶體管的幾個(gè)設(shè)計(jì)方面，包括歐姆接觸，柵極絕緣和高截止??態(tài)擊穿。我們討論了用于低接觸電阻（Rc）和低溫處理的歐姆接觸形成方法，并實(shí)現(xiàn)了小于0.2 O?mm的Rc。對(duì)于金屬-絕緣體-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中的晶體管柵極絕緣層，我們研究了通過使用TiO2和HfO2的變化通過原子層沉積法沉積的許多高κ電介質(zhì)。我們還將討論評(píng)估絕緣體/ GaN界面處的界面陷阱缺陷的方法。最后，我們介紹了一種提高InAlN / GaN晶體管關(guān)態(tài)擊穿電壓的方法。討論了各種電氣表征方法，例如脈沖和直流電流電壓以及電容電壓測(cè)量。

著錄項(xiàng)

  • 作者

    Colon, Albert.;

  • 作者單位

    University of Illinois at Chicago.;

  • 授予單位 University of Illinois at Chicago.;
  • 學(xué)科 Electrical engineering.
  • 學(xué)位 Ph.D.
  • 年度 2017
  • 頁碼 199 p.
  • 總頁數(shù) 199
  • 原文格式 PDF
  • 正文語種 eng
  • 中圖分類 遙感技術(shù);
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