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第二部分：独立调控GaN缓冲层中施主与受主陷阱浓度的方案——实现超高击穿AlGaN/GaN HEMT器件

DOI：10.1109/TED.2018.2878787 期刊：IEEE Transactions on Electron Devices 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 本文第一部分中，我们深入探究了C掺杂GaN缓冲层中受主与施主陷阱对AlGaN/GaN HEMT器件雪崩击穿的作用机理及影响规律，发现施主陷阱是解释击穿电压提升现象的必要因素。本文提出并研究了硅掺杂作为独立调控施主陷阱浓度与分布的替代方案?；诘谝徊糠炙鍪迪指呋鞔┗撼宀闼璧氖苤?施主陷阱相对浓度要求，本文进一步提出并探索了GaN缓冲层的硅碳共掺方案。通过雪崩现象物理机理及受主/施主陷阱作用的深入分析，验证了击穿电压提升方案的可行性。文中系统阐述了GaN缓冲层设计参数对击穿电压及漏电流的影响规律，最终提出改进型GaN缓冲层硅掺杂分布方案——通过降低GaN沟道附近的C掺杂浓度来缓解缓冲层受主陷阱的不利影响。
作者： Vipin Joshi，Shree Prakash Tiwari，Mayank Shrivastava
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研究概述 实验方案

研究目的

在GaN缓冲层中独立调控施主与受主陷阱浓度以实现超高击穿AlGaN/GaN HEMT。

研究成果

研究发现，通过独立调控施主和受主陷阱浓度，在GaN缓冲层中适度掺杂碳（C）和硅（Si）可提高AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）器件的击穿电压。研究提出了一种改进的硅掺杂分布方案，在降低受主陷阱浓度（碳掺杂）的同时实现了击穿电压的提升，从而改善了器件性能。

研究不足

该研究的局限性在于需要高浓度的碳掺杂才能显著提高击穿电压，而这可能对器件性能产生负面影响。此外，碳在氮化镓缓冲层中作为受主或施主陷阱位点的行为取决于工艺条件，这可能会限制缓冲层设计的灵活性。

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