Gallium nitride (GaN) based high electron mobility transistors (HEMTs) are promising for power electronic applications due to their high breakdown voltage and power efficiency compared to Si-based power devices. As known, the design of the HEMT has high impact on the performance of the devices. In this project various GaN HEMTs on SiC substrate with different design configurations are characterized and investigated. These HEMTs are designed and fabricated by the Research Institutes of Sweden (RISE). The important properties of the HEMTs such as contact resistance, current density, capacitance, and breakdown voltage are characterized and emphasized. The uniformity of the contact resistance of the devices located across a 4’’ wafer is investigated, which reveals the lowest contact resistance of 4.3Ω·mm at the center of the wafer. The highest maximum current density of the devices is 1.15A/mm, and the maximum current scales with the gate dimensions of the devices. The gate capacitance of the devices is between 0.1 and 0.6pF under 1MHz. The gate insulation breakdown voltage of the devices is above 40V and the drain to source breakdown voltage is higher than 360V. Based on the results, discussions about the effects of the designs on the device performance are provided. Suggestions for further improvement of the device performance are given. / Galliumnitrid (GaN) baserade högelektronmobilitetstransistorer (HEMTs) är lovande för kraftelektroniska applikationer på grund av deras höga nedbrytningsspänning och effektivitet jämfört med Si-baserade kraftenheter. Som känt har designen av HEMT stor inverkan på enheternas prestanda. I detta projekt karakteriseras och undersöks olika GaN HEMTs på SiC-substrat med olika designkonfigurationer. Dessa HEMTs är designade och tillverkade av Sveriges forskningsins titut (RISE). De viktiga egenskaperna hos HEMTs såsom kontaktmotstånd, strömtäthet, kapacitans och nedbrytningsspänning karakteriseras och betonas. Enhetligheten i kontaktmotståndet för enheterna som är placerade över en 4'' skiva undersöks, vilket avslöjar det lägsta kontaktmotståndet på 4.3 Ω·mm i mitten av skivan. Den högsta maximala strömtätheten för enheterna är 1.15A/mm, och den maximala strömskalan med enheternas grindmått. Portens kapacitans för enheterna är mellan 0.1 och 0.6pF under 1MHz. Enhetsspänningen för grindisoleringen för enheterna är över 40V och avloppsspänningen till källan är högre än 360V. Baserat på resultaten ges diskussioner om designens effekter på enhetens prestanda. Förslag för ytterligare förbättring av enhetens prestanda ges.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-284144 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Liang, Xiaomin |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2020:742 |
Page generated in 0.0021 seconds