新技术提升了氮化镓电子的高功率潜力

氮化镓(GaN)材料有望成为比现有技术更节能的新型大功率器件，但这些氮化镓器件通常在高电压下会失效。现在北卡罗来纳州立大学的研究人员已经解决了这个问题，他们引入了一种缓冲器，使GaN设备能够处理10倍的功率。

“对于未来的可再生能源技术，比如智能电网或电动汽车，我们需要大功率半导体设备，”北卡罗来纳州立大学博士生、描述这项研究的论文作者梅尔夫·奥兹贝克(Merve Ozbek)说。“电力处理能力对这些设备的开发很重要。”

之前研发高功率氮化镓器件的研究遇到了障碍，因为当施加高压时，器件边缘的特定点会产生大电场，从而有效地破坏了器件。北卡罗莱纳州的研究人员通过在GaN器件的边缘植入由元素氩构成的缓冲器来解决这个问题。缓冲器扩展电场，使设备能够处理高得多的电压。

研究人员在肖特基二极管(一种常见的电子元件)上测试了这项新技术，发现氩气植入使GaN二极管能够承受几乎7倍的高电压。没有植入氩气的二极管暴露在大约250伏特的电压下就坏了。植入氩气的二极管可以承受1650伏特的电压。

“通过将击穿电压从250伏特提高到1650伏特，我们可以将这些设备的电阻降低一百倍，”Jay Baliga博士说，他是北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程的杰出教授，也是这篇论文的合著者。“电阻的降低意味着这些设备可以处理10倍的功率。”

这篇论文，“GaN器件的平面、接近理想的边缘终止技术”，即将发表于IEEE电子器件的信件．这项研究得到了北卡罗来纳州未来可再生电力输送和管理系统中心的支持，并得到了国家科学基金会的资助。

北卡罗来纳州的电气和计算机工程系是该大学工程学院的一部分。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

GaN器件的平面、近理想边缘终止技术

作者: A. Merve Ozbek, B. Jayant Baliga，北卡罗莱纳州立大学

发表:即将到来的,电子器件的信件

文摘:本文描述了一种简单的边缘终端，可以用来实现GaN器件接近理想的平行平面击穿电压。这种技术包括在器件的边缘植入中性物种，以形成高电阻的非晶层。采用氩注入形成的终端，GaN肖特基势垒二极管的击穿电压从未终端的300V提高到终端后的1650V。