【器件论文】GaN 缓冲层中受主型陷阱对 ε-Ga₂O₃/GaN HEMTs 电流塌陷的影响

        近期，由香港科技大学（广州）的研究团队在学术期刊 Journal of Electronic Materials 发布了一篇名为 Effect of Acceptor-Type Traps in GaN Buffer Layer on Current Collapse of ε-Ga₂O₃/GaN HEMTs（GaN 缓冲层中受主型陷阱对 ε-Ga₂O₃/GaN HEMTs 电流塌陷的影响）的文章。

摘要

         文章报告了氮化镓（GaN）缓冲层中受主型陷阱对 ε-Ga₂O₃/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMTs）电流塌陷的影响。在不同的陷阱密度（1 × 10¹⁵ cm⁻³到 1 × 10¹⁸ cm⁻³）和能量水平（0.4 eV 到 1.0 eV）下进行了数值模拟。结果表明，随着陷阱密度的增加，电流分散增大，最高达到 0.34 A/mm，分散百分比为 30.91%。较高的陷阱能量水平（0.6 eV、0.8 eV 和 1.0 eV）由于电子捕获有限，导致电流塌陷减少。相反，在较低能量水平（0.4 eV）下，快速恢复防止了初始电流塌陷后的显著净电流损失。为了进行比较，还分析了 Al_0.28Ga_0.72N/GaN HEMTs，显示出类似的陷阱能量水平影响趋势，但由于二维电子气（2DEG）浓度较低，其对陷阱密度的依赖呈非单调变化。研究结果突出了优化陷阱密度和能量水平的重要性，以减少电流塌陷并提高器件性能。这些优化有助于提高 ε-Ga₂O₃/GaN HEMTs 在高功率应用中的可靠性和效率，尤其是在需要稳定性和鲁棒性的场合。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s11664-025-11823-9