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用于降低5MHz 100W高功率密度LLC谐振DC-DC变换器中磁通对GaN-HEMT影响的电路设计技术
Circuit Design Techniques for Reducing the Effects of Magnetic Flux on GaN-HEMTs in 5-MHz 100-W High Power-Density LLC Resonant DC–DC Converters
Akinori Hariya · Tomoya Koga · Ken Matsuura · Hiroshige Yanagi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文提出了一种电路设计技术，旨在减少5MHz 100W高功率密度LLC谐振DC-DC变换器中平面变压器产生的磁通对氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）的影响。文中通过有限元方法（FEM）仿真建立了功率器件模型，以深入分析磁通对GaN器件性能的干扰机制。
解读: 随着阳光电源在户用光伏及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提升，高频化（MHz级别）是未来技术演进的重要方向。本文研究的GaN器件在高频LLC拓扑中的应用，对于优化公司户用逆变器及小型化DC-DC模块的体积与效率具有重要参考价值。磁通干扰分析及FEM仿真方法可直接应用于公司研发阶段的电磁兼容（EM...
p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT中动态导通电阻的独特表面钝化化学计量依赖性及其抑制
Unique Surface Passivation Stoichiometry Dependence of Dynamic On-Resistance and Its Suppression in p-GaN Gate AlGaN/GaN HEMTs
Rasik Rashid Malik · Vipin Joshi · Saniya Syed Wani · Simran R. Karthik 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
在本研究中，我们展示了通过调整异位沉积的表面钝化层的化学计量比来缓解 p - GaN 栅极 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的动态导通电阻问题。采用高压纳秒脉冲测量和快速开关脉冲序列进行详细实验，以分析器件的动态导通电阻行为。基于频率的分析、电致发光分析、衬底偏压依赖性分析和自热特性分析与电学表征相结合，以深入了解与动态导通电阻对表面钝化化学计量比的依赖性相关的物理机制。最后，X 射线光电子能谱、阴极发光和电容 - 电压分析表明，采用非化学计量比的 SiOX 钝化可降低表面陷...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT器件动态导通电阻优化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频开关特性和低损耗优势，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现高功率密度、高效率的关键技术路径。 该研究通过调控表面钝化层（SiOX）的化学计量比，成...
X射线辐照诱导的p-GaN肖特基栅HEMT阈值电压不稳定性
X-Ray Irradiation-Induced VTH Instability in Schottky-Gate p-GaN HEMTs
Yu Rong · Feng Zhou · Wenfeng Wang · Can Zou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
p型氮化镓（p - GaN）肖特基栅结构增强型（E - mode）高电子迁移率晶体管（HEMT）在辐照应用方面具有巨大潜力，但其阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性仍在研究之中。在这项工作中，通过构建一个剂量可调且集成了外围偏置电路的X射线辐照在线监测系统，全面研究了阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性与辐照剂量和漏极偏置的关系。在仅进行辐照的条件下，该器件在低剂量辐照时呈现出负的$V_{TH}$漂移，随后在高剂量辐照时出现正的$V_{TH}$漂移。通过进行数值模拟、霍尔测量和电容 - 电压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN肖特基栅结构HEMT器件在X射线辐照下阈值电压稳定性的研究具有重要的战略参考价值。GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）作为第三代宽禁带半导体器件，在光伏逆变器和储能变流器的功率转换环节具有显著优势，其高频开关特性和低导通损耗可直接提升系统效率和功率密度。...
肖特基p-GaN栅HEMT在UIS应力下动态导通电阻异常降低与恢复的研究
On the Abnormal Reduction and Recovery of Dynamic RON Under UIS Stress in Schottky p-GaN Gate HEMTs
Chao Liu · Xinghuan Chen · Ruize Sun · Jingxue Lai 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文研究了肖特基p-GaN栅HEMT在非钳位感性开关（UIS）应力下的动态导通电阻（RON_dyn）异常降低与恢复现象。研究发现RON_dyn的降低与UIS峰值电压呈正相关。通过Sentaurus仿真揭示了其物理机制：UIS应力期间，冲击电离产生的电子-空穴对导致了器件内部电场与载流子分布的动态变化。
解读: GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。该研究揭示了GaN器件在极端感性开关应力下的动态特性变化，对提升阳光电源产品的可靠性设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑设计时，充分考虑UIS应力对器件动态导通电阻的影响，优化驱动电路与保护策...
通过结构优化和跨导建模提升AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中的载流子输运性能
Enhancing carrier transport in AlGaN/GaN HEMTs through structural optimization and transconductance modeling
Hyo-Joung Kima · Walid Amira · Surajit Chakraborty · Ju-Won Shina 等7人 · Solid-State Electronics · 2025年12月 · Vol.230
摘要 在基于GaN的高电子迁移率晶体管（HEMTs）中，二维电子气（2DEG）的载流子输运特性，特别是饱和速度（υ_sat）和有效迁移率（μ_n_eff），是决定器件性能的关键因素。为了提升这些特性，我们进行了结构优化，包括降低Al_xGa_1-xN势垒层中的Al组分以及引入AlGaN背势垒结构。鉴于传统提取方法的局限性，我们采用跨导建模技术以更准确地提取有效迁移率和饱和速度的数值。引入AlGaN背势垒后，有效迁移率提升至748 cm²/V·s。此外，降低Al_xGa_1-xN表面势垒层中的Al...
解读: 该AlGaN/GaN HEMT载流子输运优化技术对阳光电源电动汽车驱动系统及充电桩产品具有重要价值。通过降低AlGaN势垒Al组分和引入背势垒结构,有效迁移率提升至748 cm²/V·s,可显著改善GaN功率器件的开关特性和导通损耗。该跨导建模提取方法为阳光SG系列逆变器和ST储能变流器中GaN器件...
原位N₂或H₂/N₂等离子体预处理对Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMT界面与边界陷阱的研究
Interface and Border Traps Study in Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMTs With In-Situ N₂ or H₂/N₂ Plasma Pretreatment
Jiaofen Yang · Jing Xiao · Ming Tao · Kai Tang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本研究探究了原位 N₂ 或 H₂/N₂ 等离子体预处理对常开型 Si₃N₄/AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）中等离子体增强原子层沉积（PEALD）AlN 与 GaN 之间界面陷阱态和近界面陷阱态的影响。分别采用高频电容 - 电压（HFCV）测试和电导法对具有不同时间常数的界面陷阱密度以及不同能级的界面陷阱密度进行了表征。分别采用准静态电容 - 电压（QSCV）测试和 1/f 噪声法对近界面陷阱的能级和空间分布以及近界面陷阱密度进行了表征。研究...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN MIS-HEMTs器件界面陷阱态优化的研究具有重要的战略价值。氮化镓（GaN）功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向，直接影响系统的转换效率、功率密度和可靠性。 该研究通过H₂/N₂等离子体预处理技...
基于Si衬底的高性能薄势垒增强型AlGaN/GaN HEMT用于低压射频应用
High RF Performance Enhancement-Mode Thin-Barrier AlGaN/GaN HEMTs on Si Substrate for Low-Voltage Applications
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本研究展示了用于低压射频应用的硅衬底高性能增强型（E 型）AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。采用薄势垒 AlGaN（7 纳米）和基于 CF₄的栅极凹槽刻蚀工艺，实现了 0.13 伏的正阈值电压。得益于低压化学气相沉积（LPCVD）生长的 SiN 应变层，薄势垒 AlGaN/GaN 异质结构的方块电阻从 410 欧姆/平方降至 280 欧姆/平方。因此，所制备的具有再生长欧姆接触且源漏间距为 850 纳米的 E 型薄势垒 AlGaN/GaN HEMT 展现出约 1.4 安/毫米的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于硅基底的增强型薄势垒AlGaN/GaN HEMT技术对我们的核心产品线具有重要的战略价值。该技术通过7nm超薄势垒结构和CF4栅极刻蚀工艺实现了0.13V的正阈值电压，配合LPCVD生长的SiN应变层将面电阻降至280Ω/sq，这些特性直接契合了光伏逆变器和储能变流...
重离子辐照导致的p型氮化镓栅极HEMTs漏电流增加机制
Mechanism of Heavy Ion-Induced Leakage Current Increase in Normally-OFF p-GaN Gate HEMTs
Chao Peng · Zhifeng Lei · Teng Ma · Hong Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文报道了 650 V p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在重离子辐照下漏电流增大的现象。重离子导致 GaN HEMT 漏电流增大的退化情况与重离子的线性能量转移（LET）值和偏置电压有关。仅在 LET 值为 60.5 MeV·cm²/mg 的钽（Ta）离子辐照下观察到漏电流增大，而在 LET 值为 20.0 MeV·cm²/mg 的氪（Kr）离子辐照下未观察到该现象。此外，较高的偏置电压会导致漏电流增大的退化现象更为明显。当器件偏置电压为 100 V 时，漏极和源极之间存在...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件重离子辐照效应的研究具有重要的可靠性参考价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度等优势，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关器件。然而，该研究揭示的重离子辐照导致的漏电流退化机制，对我们在特殊应用场景下的产品设计提出了新的...
通过减小去极化场效应提高铁电GaN HEMT的可靠性
Enhanced Reliability of Ferroelectric GaN HEMTs With Reduced Depolarization-Field Effect
Hyeong Jun Joo · Gyuhyung Lee · Yoojin Lim · Brendan Hanrahan 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
在本研究中，我们探究了AlGaN势垒层的退极化场效应对采用AlScN/HfO₂栅堆叠结构的铁电GaN高电子迁移率晶体管（FeHEMT）的影响。我们制备并表征了凹槽栅和非凹槽栅两种结构，不仅用于比较记忆窗口和阈值电压可调性，还用于分析退极化场效应对循环特性和耐久性的影响。快速斜坡脉冲电流 - 电压测量通过排除AlScN层的铁电极化切换，揭示了这两种结构之间的差异。由于减少了AlGaN层，实现并保持了优异的铁电切换特性。凹槽栅FeHEMT在基于GaN的新兴存储器和神经形态器件方面具有良好的应用前景。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铁电GaN HEMT技术虽然聚焦于存储器和神经形态器件，但其底层的GaN功率器件创新对我们的核心业务具有潜在战略价值。 **技术关联性分析**：阳光电源的光伏逆变器和储能变流器高度依赖高性能功率半导体。该研究通过优化AlScN/HfO2栅极堆栈和采用凹栅结构，显著降低...
氮化镓高电子迁移率晶体管中的低温捕获效应：铁掺杂缓冲层和场板的影响
Cryogenic Trapping Effects in GaN-HEMTs: Influences of Fe-Doped Buffer and Field Plates
Mohamed Aniss Mebarki · Ragnar Ferrand-Drake Del Castillo · Denis Meledin · Erik Sundin 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文利用脉冲电流 - 电压（I - V）和漏极电流瞬态谱（DCTS）测量方法，研究了在低至 4.2 K 的低温（CT）条件下，AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的陷阱机制。结果显示，在低温下陷阱效应总体增强。特别是，在低温下观察到电流崩塌现象显著增加，这主要归因于掺铁（Fe）的 GaN 缓冲层中的深受主态。相比之下，具有未掺杂缓冲层的器件仅表现出有限的陷阱迹象，且这些迹象仅与表面和接入区域有关。低温下陷阱效应的加剧与低温下较慢的去陷阱动态有关。此外，在掺铁器件中，栅场板（FP）...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN-HEMT器件低温陷阱效应的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性，正逐步应用于我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率模块中，而该研究揭示的低温特性对产品可靠性设计至关重要。 研究发现Fe掺杂缓冲层在低温环境下会显著加剧电流崩...
基于物理的斜角场板GaN HEMT SPICE模型
Physics-Based SPICE Model of Slant Field Plate GaN HEMTs
Md Hasnain Ansari · Avinash Lahgere · Sheikh Aamir Ahsan · Yogesh Singh Chauhan · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本文介绍了一种基于ASM - HEMT框架实现的、适用于带有倾斜场板（FP）的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的SPICE兼容紧凑模型。倾斜场板的几何形状对于优化电场分布和击穿性能至关重要，该模型将其近似为多级栅场板结构。研究表明，使用普通栅场板的传统高电子迁移率晶体管模型无法准确描述这些器件的电容特性。为克服这一局限性，在ASM - HEMT框架内开发了一种新的建模方法。该方法在保证计算效率的同时，确保了对器件行为的准确模拟。通过与TCAD仿真和实验数据进行验证，该模型在脉冲电流 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对斜场板GaN HEMT器件的SPICE物理模型研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向。 该模型的核心创新在于准确刻画斜场板结构对器件电容特性和击穿性能的影响。对于阳光电源而言，这...
利用斜极场板调控GaN HEMT中的自加热效应
Modulating Self-Heating Effects in GaN HEMTs Using Slant Field Plate
Zheng-Lai Tang · Yang Shen · Bing-Yang Cao · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
电子设备中的自热效应会导致局部热点，对其性能和可靠性产生不利影响，在氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）等高功率密度器件中尤为明显。除了增强散热外，通过结构设计减少热量产生可以有效调节自热效应。本研究基于漂移 - 扩散模型，利用电热模拟方法研究了非对称倾斜场板（FP）对GaN HEMTs自热效应的调节作用。此外，采用蒙特卡罗（MC）模拟方法研究了在非傅里叶热传导条件下，倾斜场板对声子弹道输运的影响。结果表明，倾斜场板使电位分布更加平滑，降低了沟道中的最大电场强度，从而降低了最大发热密度...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件自热效应调控的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。然而，自热效应导致的局部热点一直是制约GaN器件在大功率应用中可靠性的关键瓶颈。 该研究提出的倾斜场板...
基于有效栅长的改进型T型栅HEMT紧凑模型
An Improved Compact Model of T-Gate HEMT Based on Effective Gate Length
Kaiyuan Zhao · Hao Lu · Xiaoyu Cheng · Meng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
高电子迁移率晶体管的先进 SPICE 模型（ASM - HEMT）是基于氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMT）的行业标准模型之一，该模型中仍缺乏对器件内部物理特性分布的解析模型，特别是缺乏可与漏极电流（$I_{DS}$）和栅极电荷（$Q_{G}$）相关联的横向电场（$E_{X}$）和载流子浓度（$n_{S}$）分布模型。此外，ASM - HEMT 中饱和区工作状态的建模依赖于无物理意义的经验参数。在本研究中：1）计算作为饱和区建模核心参数的有效栅长（$L_{G,eff}$），以描述 H...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于T栅GaN HEMT改进紧凑模型的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件是新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术，直接影响系统的功率密度、转换效率和可靠性。 该研究针对ASM-HEMT工业标准模型的不足，提出了基于有效栅长的改进方案，这对阳光电源的产品开发具有三方...
基于内部HEMT结构的AlGaN/GaN栅极阳极二极管建模用于高效微波整流损耗分析
Proposal of AlGaN/GaN Gated-Anode Diode Model Incorporating Internal HEMT Structure for Loss Analysis Toward Efficient Microwave Rectification
Tomoya Watanabe · Hidemasa Takahashi · Ryutaro Makisako · Akio Wakejima 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
我们提出了一种基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅控阳极二极管（GAD）新模型，旨在优化器件结构以实现高效微波整流。该模型纳入了一个能准确反映GAD器件结构的大信号HEMT模型。我们从已制备的AlGaN/GaN HEMT中提取了模型参数，并成功重现了在同一晶圆上制备的GAD的特性。我们使用所提出的GAD模型对桥式整流电路进行了大信号仿真。详细的损耗分析准确识别了器件内部功率损耗的来源。我们提出的GAD模型对于探索器件优化策略是有效的。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的栅控阳极二极管建模技术具有重要的战略参考价值。该研究针对微波整流应用场景，提出了精确反映器件结构的大信号模型，并通过详细的损耗分析实现器件优化，这与我们在高效能量转换系统中追求的技术方向高度契合。 在光伏逆变器和储能变...
中子辐照对GaN高电子迁移率晶体管重离子诱导漏电流退化影响的研究
Study on the Influence of Neutron Irradiation on Heavy-Ion-Induced Leakage Degradation in GaN HEMTs
Weixiang Zhou · Dongping Yang · Yuanyuan Xue · Rongxing Cao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究探究了中子辐照对 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）中重离子诱发的泄漏退化的影响。进行了不同能量的中子辐照实验，结果显示阈值电压（ ${V}_{\text {TH}}$ ）正向漂移，输出饱和漏极电流（ ${I}_{\text {DS}}$ ）减小。随后进行了钽离子辐照实验，以研究辐照过程中的泄漏电流退化情况。我们观察到，与未进行中子辐照的器件相比，预先经过中子辐照的器件在重离子辐照期间的泄漏退化较弱，这表明中子辐照对重离子诱发的泄漏退化具有抑制作用。利用技术计算机辅助设计（T...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件抗辐射性能的研究具有重要的战略参考价值。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，但其在极端环境下的可靠性一直是工程应用的关键考量。 该研究揭示的中子辐照对重离子诱导漏电退化的抑制效应，...
一种基于物理机理的SiC MOSFET与GaN HEMT变换器通用开关过程预测简易模型
A Simple and Physically Insightful Model for Generalized Switching Prediction of SiC MOSFET and GaN HEMT Based Converters
Christoph H. van der Broeck · Dennis Bura · Luis Camurca · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
本研究提出了一种用于预测电力电子半桥中碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）和氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）开关瞬态的简单且具有物理洞察力的模型。所提出的模型具有混合结构：它将基于人工神经网络（ANN）的器件电流和电容预测与代表开关单元和栅极驱动电路主要寄生参数的状态空间模型相结合。基于人工神经网络的器件模型有助于以简单的模型结构来表征不同的器件，这一点通过碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT得到了验证。该状态空间模型是基于开关单元的最新模型方程推...
解读: 该开关建模技术对阳光电源的高频化产品设计具有重要指导意义。模型可直接应用于SG350HX等1500V大功率光伏逆变器和PowerTitan储能变流器的SiC器件优化设计，提升开关频率和功率密度。通过准确预测开关损耗和EMI特性，可优化驱动电路和散热设计，提高产品可靠性。对车载OBC等对功率密度要求高...
采用栅极凹槽结构的局部GaN帽层刻蚀以提升0.15-μm AlGaN/GaN HEMT的高功率附加效率性能及陷阱分析
Localized GaN Cap Etching With Gate-Recessed Structure for Enhanced High-PAE Performance and Trap Analysis in 0.15- μ m AlGaN/GaN HEMTs
Beibei Lv · Siyuan Ma · Jiongjiong Mo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本文针对用于高功率附加效率（PAE）应用的0.15微米铝镓氮（AlGaN）/氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT），全面研究了栅极刻蚀策略对其电学性能和陷阱动力学的影响。通过比较不同刻蚀深度的器件及其标准非刻蚀对照器件，我们系统地研究了器件性能与工艺诱导损伤之间的权衡关系。去除GaN帽层的器件实现了创纪录的1393 mA/mm输出电流密度和661 mS/mm的峰值跨导，由于载流子浓度增加以及更高的$L_{\text {g}}$/$t_{\text {AlGaN}}$，短沟道效应（SCE）...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅极凹槽技术研究具有重要的战略价值。GaN功率器件是光伏逆变器和储能变流器实现高频化、高效化、小型化的关键技术路径，直接关系到我们产品的核心竞争力。 该研究通过优化栅极凹槽深度，在0.15微米工艺节点实现了81.6...
AlGaN背势垒对射频HEMT器件热阻的影响
Impact of AlGaN Back Barrier on the Thermal Resistance of RF HEMTs
L. R. Norman · Z. Abdallah · J. W. Pomeroy · G. Drandova 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月
采用低铝组分的 AlGaN 缓冲层可减轻高频 GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中的短沟道效应。然而，在改善载流子限制和增加 AlGaN 缓冲层热阻之间存在权衡。本研究探讨了 AlGaN 背势垒层热导率对射频 HEMT 整体热阻的影响。采用纳秒时域热反射法测量了铝组分 x 在 0.01 至 0.06 范围内的 GaN 和 AlₓGa₁₋ₓN 的热导率。室温下，当 x 分别为 0.01 和 0.06 时，热导率从 39 W/（m·K）降至 19 W/（m·K），这远低于所测得的 GaN 的 1...
解读: 从阳光电源功率电子技术应用视角来看，这项关于GaN HEMT器件热阻特性的研究具有重要参考价值。GaN高电子迁移率晶体管是新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其高频特性和功率密度优势正推动我司产品向更高效率、更小体积方向发展。 该研究揭示了AlGaN背势垒层设计中的关键电热权衡问题。数据显...
铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管中的自加热效应及热缓解策略
Self-Heating Effects and Thermal Mitigation Strategies in Ferroelectric ScAlN/GaN HEMTs
Jie Zhang · Jian Guan · Jiangnan Liu · Paiting Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月
我们研究了铁电ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）中的自热效应（SHE）及其热缓解策略。采用分子束外延（MBE）生长的器件展现出约3.8 V的大记忆窗口（MW）、大于10⁸的开/关电流比（Iₒₙ/Iₒff）和约20 mV/dec的亚玻尔兹曼亚阈值摆幅（SS），这得益于ScAlN对二维电子气（2DEG）的极化控制。在高漏极偏压下，自热效应会使记忆和亚阈值特性退化。通过外部加热和跨导分析，证实了这种退化源于热效应。多频电导测量揭示了电荷的俘获和脱俘现象，而自热效应可能会加速这一过程。扫描...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铁电ScAlN/GaN HEMT技术在功率电子器件领域展现出重要应用潜力。该器件实现了3.8V的大记忆窗口、超过10^8的开关电流比以及20 mV/dec的亚阈值摆幅，这些特性对于我们的光伏逆变器和储能变流器中的高频开关器件具有显著价值。 铁电极化控制二维电子气的技术...
考虑镁外扩散对p-GaN/AlGaN/GaN HEMT阈值电压影响的建模
Modeling the Impact of Mg Out-Diffusion on Threshold Voltage of p-GaN/AlGaN/GaN HEMT
Nadim Ahmed · Gourab Dutta · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
本文提出了一种针对p-GaN/AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）阈值电压（V_T）的新型解析模型，考虑了镁（Mg）掺杂剂从顶部p-GaN层向外扩散至AlGaN势垒层和GaN沟道层的影响。该模型引入了真实的Mg外扩散分布，以精确估算此类常关型器件的V_T。通过实验数据与精细校准的TCAD仿真，对模型在多种器件参数及Mg扩散分布下的准确性进行了验证。模型还可评估AlGaN层与非故意掺杂（UID）-GaN层中Mg掺杂各自的贡献，并可用于预测p-GaN层生长时长与温度对阈值电压的影响。
解读: 该p-GaN HEMT阈值电压建模技术对阳光电源GaN功率器件应用具有重要价值。通过精确预测Mg外扩散对阈值电压的影响，可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中GaN器件的可靠性设计。该模型能够指导器件筛选标准制定，预测高温工况下阈值漂移风险，对PowerTitan大型储能系统的长期稳定运行至...
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