| 研究概要 |
GaNバッファ層中に深いドナー(濃度N_<DD>),深いアクセプタ(濃度N_<DA>)および浅いドナーを考慮した3準位モデルを用いてA1GaN/GaN HEMT(高電子移動度トランジスタ)の2次元過渡シミュレーションを行った。特にオフ状態からゲート電圧をオンにすると共にドレイン電圧を下げたときのターンオン特性を計算し,これより模擬的なパルスI-V(電流電圧)特性を求め、これを定常状態の特性と比較した。
その結果,パルスI-V特性におけるドレイン電流値が定常状態のそれよりかなり低くなる「電流コラプス」が再現された。また,いわゆる「ドレインラグ」がA1GaN/GaN HEMTの電流コラプスの主要因となりうることが示された。さらに,いわゆる「ゲートラグ」もバッファ層中の深い準位のせいで起こりうり,それはA1GaN/GaN HEMTの比較的高いソース抵抗に関連することが示された。電流コラプスはバッファ層中の深いアクセプタ濃度N_DAが高いほど,またオフ状態のドレイン電圧が高い程顕著となることが示されたが,これらはバッファ層中のイオン化した深いドナー濃度N_<DD>^+の変化が大きくなり電子のトラッピング効果が顕著になるためと解釈された。
以上より,A1GaN/GaN HEMTの電流コラプスを低減するにはGaNバッファ層中のアクセプタ濃度を低くすべきと結論された。ただし,この揚合,ドレイン電流の遮断特性が劣化する可能性があるので注意を払うべきといえる。
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