AlGaN Barrier 및 GaN Buffer 두께 변화에 따른 AlGaN/GaN HEMT 소자의 트랜스컨덕턴스 및 항복전압 동작 특성 향상에 관한 시뮬레이션 연구

Q: 이 논문에서 정의한 AlGaN/GaN HEMT란 무엇인가?

높은 전자 이동도와 우수한 항복 전압 특성을 보유한 전력 반도체 소자다. AlGaN barrier 층을 통해 2차원 전자가스층을 형성하고 GaN buffer 층으로 기판 계면 특성 조절 및 누설 전류를 감소시켜 소자의 효율적인 동작을 가능하게 하는 구조를 가진다.

Q: AlGaN barrier와 GaN buffer의 두께 변화가 HEMT 소자 특성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, AlGaN barrier 두께가 감소하면 게이트와 채널 거리가 가까워져 트랜스컨덕턴스가 증가하며, GaN buffer 두께가 증가하면 기판 누설 전류가 감소하여 항복 전압이 향상된다. 따라서 두 층의 두께 최적화를 통해 소자의 증폭 능력과 내압 특성을 동시에 개선할 수 있다.

김지훈; 이서준; 김도형; 최준혁; 김경용; 김현석

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저자정보: 김지훈 (동국대학교) 이서준 (동국대학교) 김도형 (동국대학교) 최준혁 (동국대학교) 김경용 (동국대학교) 김현석 (동국대학교)

저널정보: 대한전자공학회 대한전자공학회 학술대회 2023년도 대한전자공학회 하계학술대회 논문집

발행연도: 2023.6

수록면: 120 - 124 (5page)

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In this study, we investigated the DC characteristics of AlGaN/GaN high-electron-mobility transistor (HEMT) by modulating the thicknesses of AlGaN barrier and GaN buffer. As the AlGaN barrier thickness was decreased, transconductance (gm) was increased due to the drop of distance between gate and channel. In addition, increase of GaN buffer thickness resulted in improvement of breakdown voltage owing to the reduction of substrate leakage current. Consequently, simulation results will help to design AlGaN/GaN HEMTs that show higher gm and breakdown characteristics.

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