Technologický transfer normálne zatvoreného výkonového tranzistora typu AlGaN/GaN HEMT do Ferdinand Braun Institute Berlin

Technologický transfer do Ferdinand Braun Institute Berlin, resp. perspektívne ku koncovému priemyselnému odberateľovi Infineon Villach, bol kontrahovaný v rámci  projektu 7RP HipoSwitch.  V rámci európskeho konzorcia kolektív Elektrotechnického ústavu SAV pod vedením Ing. J. Kuzmíka, vyvýjal nový typ normálne zatvoreného AlGaN/GaN tranzistora  typu HEMT, ktorý je alternatívou k súčasným  technológiám.  Tieto súčiastky sa majú uplatniť v konštrukcií výkonových efektívnych prevodníkoch napr. hybridných áut. Z toho dôvodu bolo potrebné navrhnúť technológiu tranzistora, ktorá by zabezpečovala dostatočne vysokú hodnotu prahového napätia zopnutia tranzistora, pri zachovaní nízkeho odporu v stave zopnutia a súčasne analyzovať mechanizmy elektrického prierazu v zatvorenom stave. Nami navrhnutá technológia je založená na nastavení prahového napätia pomocou plazmatickej oxidácie povrchu polovodiča a následnej depozície oxidu nanášaním po atómových úrovniach. Týmto spôsobom sme dosiahli hodnotu prahového napätia na úrovni 1.6 V a prúdovú hustotu 0.5 A/mm v otvorenom stave. Analýza mechanizmu prierazu v zatvorenom stave poukázala na lavínový efekt a s tým spojenú degradáciu rozhraní. Okrem publikácií, výstupom našej práce je aj priemyselný vzor odovzdaný našim partnerom.

Prevodové charakteristiky panenského Schottky kontakt a alternatívne oxidovaného (Al2O3)/AlOxN/AlGaN/GaN HFET-u. Vložený obrázok schematický náčrt GaN HFET-u s polarizačne dotovanou prístupovou oblasťou, plazmou oxidovanou hradlovou oblasťou a ALD narasteným Al2O3.

Gregušová, D., Jurkovič, M., Haščík, Š., Blaho, M., Seifertová, A., Fedor, J.,  Ťapajna, M., Fröhlich, K., Vogrinčič, J., Liday, J., Derluyn, J., Germain, M., and Kuzmík, J.: Adjustment of threshold voltage in AlN/AlGaN/GaN high-electron mobility transistors by plasma oxidation and Al2O3 atomic layer deposition overgrowth, Applied Phys. Lett. 104 (2014) 013506.

Kuzmík, J., Jurkovič, M., Gregušová, D., Ťapajna, M., Brunner, F., Cho, E.M., Menghesso, G., and Wuerfl, J.: Degradation of AlGaN/GaN high-electron mobility transistors in the current-controlled off-state breakdown, J. Applied Phys. 115 (2014) 164504.