Drain Current Characteristics of 6 H-SiC MESFET with Un-Doped and Recessed Area under the Gate: A Simulation Study

Pydimarri Padmaja; Radhamma Erigela; D. Venkatarami Reddy; SK Umar Faruq; A. Krishnamurthy; B. Balaji; M. Lakshmana Kumar; Sreevardhan Cheerla; Vipul Agarwal; Y. Gowthami

doi:https://doi.org/10.1007/s42341-024-00511-w

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저자정보: Pydimarri Padmaja (Teegala Krishna Reddy Engineering College) Radhamma Erigela (Teegala Krishna Reddy Engineering College) D. Venkatarami Reddy (Kodada Institute of Technology and Science for Women) SK Umar Faruq (Teegala Krishna Reddy Engineering College) A. Krishnamurthy (Princeton Institution of Engineering and Technology for Women) B. Balaji (Koneru Lakshmaiah Educational Foundation (Deemed to Be University)) M. Lakshmana Kumar (Koneru Lakshmaiah Education Foundation) Sreevardhan Cheerla (Koneru Lakshmaiah Education Foundation) Vipul Agarwal (Koneru Lakshmaiah Education Foundation) Y. Gowthami (Koneru Lakshmaiah Education Foundation)

저널정보: 한국전기전자재료학회 Transactions on Electrical and Electronic Materials Transactions on Electrical and Electronic Materials Vol.25 No.2

발행연도: 2024.4

수록면: 210 - 217 (8page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s42341-024-00511-w

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In this paper, we have investigated the impact of the un-doped and recessed gate structure on the performance of the 6 H-SiC Metal Semiconductor Field Effect Transistor. The performance of the 6 H-SiC MESFET analyzed using TCAD simulations. The proposed un-doped gate structure made of high-k dielectric materials and low-k dielectric materials being hafnium oxide (HfO2) and silicon dioxide (SiO2) and it has minimized ionized impurity scattering, leading to increased electron mobility and improved carrier concentration. One of substrate layer of this device grown on Silicon (Si) and β-gallium oxide (β-Ga2O3). Performance metrics such as drain current, transconductance, subthreshold slope, and cutoff frequency are evaluated and compared with conventional SiC MESFET structures. The proposed device exhibits superior current driving capabilities, enhanced transconductance, and reduced leakage currents, leading to improved power efficiency. Moreover, the recessed gate structure contributes to a significant reduction in short channel effects, making the device more suitable for low power applications. The simulation parameters are calculated and compared with conventional MESFET structure with the length of source and drain in submicron technology. Therefore the drain current of this proposed device is improved 68%.

#SiO 2 #HfO2 #Drain conductance #β-Ga2O3 #TCAD

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