شبیه سازی و تحلیل ترانزیستورهای با تحرک الکترونی بالا HEMT مبتنی بر GaN با در نظر گرفتن اثر سد پشتی بر مشخصه های الکتریکی افزاره

لاتین HEMT مبتنی بر InAlN/GaN یک کاندید مناسب برای کاربردهای توان بالا، سرعت بالا و درجه حرارت بالا به علت ساختار ناهمگون InAlN / GaN و خواص برتر شکاف باندی عریض GaN یعنی چگالی بالای گاز الکترون دو بعدی، میدان شکست بالا و سرعت اشباع بالا می باشد. با این وجود، بدلیل ارتفاع کم سد لایه بافر GaN و درنتیجه محصورشدگی ناکافی در کانال، در این افرازه ها ویژگی های انتقال بشدت تضعیف می شود. برای بررسی این مشکل، با توجه به ساختار نوین ترانزیستور HEMT مبتنی بر GaN با استفاده از سد پشتی، تاثیر عملکرد افرازه با دی الکتریک های مختلف به عنوان لایه محدود کننده سطحی SURFACE PASSIVATION با استفاده از شبیه ساز ATLAS (سیلواکو) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مقایسه با ساختار HEMT معمولی، در HEMT با استفاده از سد پشتی، محدود سازی الکترون به طور قابل توجهی بهبود یافته است، که اجازه کارکرد مناسب و ایمن در مقابل اثرات کوتاه بودن کانال را می دهد. بنابراین ساختار یاد شده با مواد دی الکتریک مختلف TiO و 2 Al2O و 3 Si3N4 ،SiO به عنوان لایه محدود کننده سطحی مورد بررسی قرار گرفت و برای دستیابی به بهترین روش محدود کننده سطحی، دو سناریو پیوسته طراحی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از تغییر اکسید و تغییر آلایش ، جریان درین ساختار یاد شده نسبت به حالت پایه حدود پنج درصد افزایش می یابد.

Keywords:

ترانزیستورهای با تحرک الکترونی بالا , ساختار ناهمگون InAlN / GaN , سد پشتی GaN , شبیه ساز ATLAS