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应用于工程系统控制的GaN磁性高电子迁移率晶体管

2020-07-31 21:40:17  来源:海风资讯网

    英国斯旺西大学和塞尔维亚尼斯大学的研究人员声称他们首次出(GaN)磁性高电子迁移率(MagHEMT)。[S ?Faehr et al, Semicond. Sci. chnol., vol33, p095015, 2018]

    由图一可以看出器件采用的是分流式漏极,这可以评估由于与磁场相互作用引起的电子路径偏差。这些器件的相对灵敏度由漏极之间的差相对于(T)中磁场上的总漏极电流给出。

    应用于工程系统控制的GaN磁性高电子迁移率晶体管

    图一:GaN MagHEMT(分流)示意图(显示出相对灵敏度优化后的几何参数)

    这种磁性广泛应用于工程系统中的控制,涵盖航空,汽车和工业领域。

    器件采用HEMT异质外延结构制备,Al0.2a0.75N作为阻挡层,利用阶梯渐变AlGaN从硅衬底过渡。器件的长度(L)和宽度(W)分别为35μm和20μm,源极(LS)和漏极(LD)的长度均为5.5μm,栅极长度(LG)为1.0μm,栅 - 源距离(LGS)为1μm,两个漏极(WD)的宽度各为7.5μm。同时该器件用10nm氮化硅钝化。

    当栅极为0且漏极偏压为0.5V时,灵敏度为11.98%/ T——这高于之前报道的硅双漏极分流的值。

    应用于工程系统控制的GaN磁性高电子迁移率晶体管

    图二:模拟相对灵敏度以及优化的GaN Mag HEMT与模拟原始GaN Mag HEMT的电流差曲线

    研究人员使用实验结果来校准一系列旨在优化性能的模拟。通过图二可以看出在器件参数变化的情况下——L =65μm,W =20μm,LS =5.5μm,WS =5.0μm,WDD =5μm,LG =5.0μm,LGD =10μm,可以在0栅极电位和0.5V漏极偏压下实现将灵敏度提高到23.29%/ T。

    这其中最重要的一个变化就是器件长度的增加(65μm)和源宽度的降低(5.0μm)。降低的源极接触会降低总电流,并增加对电流偏转效应的敏感度。而较长的长度也增加了源极到漏极的,再次降低了总电流。模拟还表明在-4V栅极电位附近存在一个数量级灵敏度的增强。

    研究人员进一步在500K的温度下进行了模拟,结果表明在恶劣环境下,GaN磁传感器也能够进行操作。但是,器件结构的灵敏度会降低到4.91%/ T。

    原文标题:高电子迁移率的磁感应氮化镓晶体管

    文章出处:【微信号:iawbs2016,微信公众号:宽禁带半导体技术创新联盟】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。