GaN-based Power Devices Design and Development with Silvaco TCAD Solution
配信開始日: 2024年3月1日
ワイドバンドギャップ材料であるGaNベースの横型パワーデバイスには、過去20年間にわたって多大な研究努力が費やされ、現在では 650Vクラスまでのスイッチング用途で商業的成熟に近づきつつあります。しかし、オン抵抗（RDS_ON × A）対 耐圧（VBr）の観点において、まだ理論的な材料限界には近づいていません。この制限の理由としては、ブロッキング強度と分散増加の間のトレードオフ、およびSi基板上GaNの垂直ブロッキング強度が挙げられます。
これらの課題を克服するための様々なアプローチの中には、2つのデバイス技術に注目することができます。すなわち、縦型GaNベース・デバイスとAlNバッファを用いた超ワイドギャップ横型HFETです。
縦型GaNベースのトランジスタは、横型HFETに比べてウェーハ上の「フットプリント」が小さいため、実現が望まれています。これにより、RDS_ON×Aは1桁減少して、1.0mΩ・cm2に達すると期待されます。さらに、歪のないホモエピタキシャル成長が可能なため、1kVを超える耐圧を実現するのに必要な、残留不純物が少なく厚いドリフト層を成長することができます。
バッファ材料としてノンドープAlNを用い、AlN-バッファ/GaNチャネル界面において高い伝導帯オフセットを持つ横型 GaNベース・トランジスタ（HFET）は、GaNチャネルにキャリアを効果的に閉じ込めるはずです。これにより、ブロッキング強度の向上と低分散効果が得られます。
物理ベースのシミュレーション・ツールは、FBH研究室におけるこれらの新世代ワイドバンドギャップ電子デバイスの開発と洞察に不可欠です。このウェビナーでは、縦型および横型GaNベース・パワー・デバイスの設計、予測、電気特性の解析に使用するシルバコ・シミュレーション・ツールの使用例を紹介します。
GaNベースのフィンMISFETのコンダクタンス特性を探索し、実験特性と比較しました。コンダクタンス特性は、幾何学的な寸法とエピタキシャル層の特性の変化に伴って予測されることを示します。垂直GaNデバイスのエッジ終端トポロジーは、アバランシェ・モデルを用いて設計し、実験値と理論値の比較を行います。
最後に、AlN/GaN横型HFETのトラッピング効果とデトラッピング効果に関する洞察により、デバイスのエピタキシャル構造に特有なアバランシェ・モデルを用いて、ダイナミック-オン抵抗の特異性を説明することができることを示します。
内容
- 縦型GaNフィンMISFETのチャネル・コンダクタンス
- フィンの形状とエピタキシー設計
- 縦型GaNデバイスのドリフト領域とエッジ終端設計
- 高電圧スイッチング用横型AIN/GaN/AlGaN HFET
- トラッピングとデトラッピング効果の洞察
プレゼンタ
Dr. Eldad Bahat-Treidel, Senior Scientist, Ferdinand-Braun-Institut (FBH)
Dr. Eldad Bahat-Treidelは、1996年にイスラエルのベエル・シェバにあるBen Gurion UniversityでB.Sc. degree in chemical process engineeringを、2004年にM.Sc. degree in electro-optic engineeringを取得。2012年、Technische Universität Berlin GermanyにてPh.D. ( Dr. Ing. ) in electrical engineeringを取得。1996年、インテル・エレクトロニクス株式会社にフォトリソグラフィー・クリティカルレイヤー・プロセス・エンジニアとして入社、2004年、Tower semiconductor LTDにシニア研究開発フォトリソグラフィ・エンジニアとして入社。2006年にベルリンのFerdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)に入社し、高電圧パワーエレクトロニクス用途のGaNスイッチングトランジスタの開発に携わる。2014年からは、垂直GaNベース・トランジスタなどの革新的な電子デバイスの研究開発に取り組んでいます。
対象
半導体デバイスおよびプロセスエンジニア、プロダクトマネージャー、エンジニアリング管理者
[日本時間]
開催日時:
2024年2月29日
11:00am JST (10:00 Beijing)
7:00pm JST (11:00 Paris)
2024年3月1日
3:00am JST (10:00 Santa Clara)
(各回、同じ内容になります。)
配信: オンライン
言語: 英語