氮化镓(GaN)功率器件具有击穿电压高、导通损耗低等优异特性,有望成为下一代高密度、高频率电力系统的主流器件。由于其出色的高频性能,GaN功率器件在消费类电子产品中,如快充充电器,已经展示出明显的优势。然而,在像电机驱动这样的工业、汽车应用中,GaN功率器件需要经过额外的可靠性验证,尤其是短路(short circuit)可靠性。不过,目前GaN功率器件的短路可靠性仍处于较差的水平,这阻碍了其在工业级高功率领域的大规模应用。
负载短路状态下,GaN功率器件同时承受高电压和大电流,快速导致晶体管损坏。尽管目前有大量关于测试表征GaN器件短路能力的研究,但很少报道提高其短路能力的方法。为了解决这个问题,有必要降低器件饱和电流密度,以提高晶体管本身固有的短路能力。
针对上述问题,北京大学集成电路学院魏进课题组开发了一种新型GaN功率晶体管结构”,在紧邻源极的区域引入一个肖特基延伸区
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