Estudio sobre la modulación del campo eléctrico y el aumento por avalancha del diodo IMPATT de SiC/GaN
Autores: Dai, Yang; Dang, Jiangtao; Ye, Qingsong; Lu, Zhaoyang; Pu, Shi; Lei, Xiaoyi; Zhao, Shenglei; Zhang, Yunyao; Liao, Chenguang; Zhang, Han; Zhao, Wu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una estructura p-n heterogénea de carburo de silicio (SiC)/nitruro de galio (GaN) de materiales 6H para reemplazar la unión p-n homogénea de GaN para fabricar un diodo de impacto-ionización-avalancha-tiempo de tránsito (IMPATT), y se simula el rendimiento de este diodo IMPATT de una sola región de deriva (SDR) de heterounión 6H-SiC/GaN a frecuencias superiores a 100 GHz. Los parámetros de rendimiento del dispositivo estudiado fueron simulados y comparados con el diodo IMPATT p-n convencional de GaN. Los resultados muestran que el rendimiento del IMPATT p-SiC/n-GaN se mejora significativamente, y esto se refleja en las características mejoradas en términos de frecuencia de operación, potencia de radiofrecuencia y eficiencia de conversión de cc-rf por los dos mecanismos. Una de las características es que la nueva estructura tiene una inyección excesiva de avalancha de electrones en la región p de SiC debido a las características de ionización del material SiC, mientras que otra es una distribución de campo eléctrico más baja en la región de deriva, lo que puede inducir una mayor velocidad de electrones y una corriente más grande en la estructura. El trabajo proporciona una referencia para obtener una comprensión más profunda del mecanismo y diseño de dispositivos IMPATT basados en materiales semiconductores de ancho de banda.
Descripción
Este documento propone una estructura p-n heterogénea de carburo de silicio (SiC)/nitruro de galio (GaN) de materiales 6H para reemplazar la unión p-n homogénea de GaN para fabricar un diodo de impacto-ionización-avalancha-tiempo de tránsito (IMPATT), y se simula el rendimiento de este diodo IMPATT de una sola región de deriva (SDR) de heterounión 6H-SiC/GaN a frecuencias superiores a 100 GHz. Los parámetros de rendimiento del dispositivo estudiado fueron simulados y comparados con el diodo IMPATT p-n convencional de GaN. Los resultados muestran que el rendimiento del IMPATT p-SiC/n-GaN se mejora significativamente, y esto se refleja en las características mejoradas en términos de frecuencia de operación, potencia de radiofrecuencia y eficiencia de conversión de cc-rf por los dos mecanismos. Una de las características es que la nueva estructura tiene una inyección excesiva de avalancha de electrones en la región p de SiC debido a las características de ionización del material SiC, mientras que otra es una distribución de campo eléctrico más baja en la región de deriva, lo que puede inducir una mayor velocidad de electrones y una corriente más grande en la estructura. El trabajo proporciona una referencia para obtener una comprensión más profunda del mecanismo y diseño de dispositivos IMPATT basados en materiales semiconductores de ancho de banda.