Symulacje i modelowanie tranzystorów HEMT AlGaN/GaN : wpływ przewodności cieplnej podłoża

• Autorzy: Taube A. , Sochacki M. , Szmidt J.

Warianty tytułu

EN

Modeling and simulation of AlGaN/GaN HEMTs - influence of substrate thermal conductivity

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. Sesja Specjalna InTechFun POIG.01.03.01-00-159/08 (11. 11-14.06. 2012 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania tranzystora HEMT AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN oraz zaprezentowano wykorzystane i zaimplementowane do środowiska symulatora ATLAS firmy Silvaco, modele właściwości fizycznych AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N, GaN i materiałów podłoża. W pracy uwzględniono efekty kwantowe w obszarze studni potencjału kanału tranzystora oraz efekty cieplne występujące w strukturze. Zbadano wpływ podłoża na charakterystyki elektryczne tranzystora HEMT. Wykonane symulacje pokazały, że przewodność cieplna materiału podłoża znacząco wpływa na charakterystyki tranzystora. Dla podłoża Al₂O₃ o najmniejszej przewodności cieplnej otrzymano najmniejszą wartość prądu wyjściowego poniżej 0,75 A/mm oraz największy spadek prądu drenu przy dużej wartości napięciach dren-źródło (V DS).

EN

The first article presents the results of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN HEMT transistor modeling and presents used and implemented into Silvaco ATLAS simulator models of physical properties of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N, GaN and substrate materials. The study takes into account the thermal effects and quantum effects in the potential well of the transistor channel. The influence of substrate on the electrical characteristics of HEMT transistor was studied. Simulations showed that the thermal conductivity of the substrate material significantly affects the characteristics of the transistor. For Al₂O₃ substrate, with the lowest thermal conductivity, the lowest value of the output current below 0.75 A/mm and the largest decrease in drain current at high values of drain-source voltage (V DS) was obtained.

Słowa kluczowe

PL

azotek galu; HEMT; high electron mobility transistor; AlGaN; modelowanie

EN

gallium nitride; HEMT; high electron mobility transistor; AlGaN; modeling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 9
• Strony: 34--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Taube A.

autor

Sochacki M.

autor

Szmidt J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] www.silvaco.com ,www.synopsys.com/Tools/TCAD/
• [2] Morkoç H.: Handbook of Nitride Semiconductors and Devices. Volume 1, Materials Properties, Physics and Growth. Wiley, Weinheim 2009.
• [3] Farahmand M., C. Garetto, E. Bellotti, K. F. Brennan, M. Goano, E. Ghillino, G. Ghione, J. D. Albrecht, P. P. Ruden: Monte Carlo simulation of electron transport in the III-nitride wurtzite phase materials system: Binaries and ternaries. IEEE Trans. Electron Devices, vol. 48, no. 3, pp. 535-542, Mar. 2001.
• [4] Hjelmgren H., F.Allerstam, K. Andersson, P. Nilsson, N. Rorsman: Transient Simulation of Microwave SiC MESFETs With Improved Trap Models. IEEE Transactions on Electron Devices, vol.57, no.3, pp. 729-732, March 2010.
• [5] Piprek J.: Nitride Semiconductor Devices: Principles and Simulation. Wiley, Weinheim 2007.
• [6] Simulation Standard, „Self-Heating effect Simulation of GaN HFET Devices - 4H-SiC and Sapphire Substrate Comparision”, Volume 19, Number 1, January - February - March 2009.
• [7] Simulation Standard, „Normally-off AlGaN/GaN HFET with p-type GaN Gate and AlGaN Buffer”, Volume 22, Number 1, January - February- March 2012.
• [8] Braga N., R. Mickevicius, R. Gaska, X. Hu, M. S. Shur, M. Asif Khan, G. Simin, J. Yang: Simulation of hot electron and quantum effects in AlGaN/GaN heterostructure field effect transistors. J. Appl. Phys. 95, 6409 (2004).