Machine Translated by Google
Tạp chí VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ, Vol. 45, Số 6, 2016 DOI: 10.1007/
s11664-016-4435-3
2016 Hiệp hội Khoáng sản, Kim loại & Vật liệu
Công nghệ GaN cho các ứng dụng điện tử công suất: Đánh giá
TYLER J. FLACK,1,2 BEJOY N. PUSHPAKARAN,1 và STEPHEN B. BAYNE1
1.—Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính, Đại học Công nghệ Texas, 1012 Đại lộ Boston, Lubbock, TX
79409, Hoa Kỳ. 2.—e-mail: tyler.flack@ttu.edu
Các thiết bị bán dẫn điện dựa trên silicon (Si) đang nhanh chóng đạt đến giới hạn của
chúng, được thiết lập bởi các đặc tính vật liệu cơ bản. Để giải quyết những hạn chế này,
các vật liệu mới để sử dụng trong các thiết bị phải được nghiên cứu. Các vật liệu có vùng
cấm rộng, chẳng hạn như cacbua silic (SiC) và gali nitrit (GaN) có các đặc tính phù hợp
cho các ứng dụng điện tử công suất; tuy nhiên, việc chế tạo các thiết bị thực tế từ những
vật liệu này có thể là một thách thức. Công nghệ SiC đã trưởng thành đến mức các thiết bị
được thương mại hóa, trong khi GaN yêu cầu nghiên cứu thêm để nhận ra tiềm năng vật chất
đầy đủ. Đánh giá này bao gồm các thuộc tính vật chất tinh thần cơ bản của GaN vì chúng liên
quan đến Si và SiC. Tiếp theo là phần thảo luận về các vấn đề đương thời liên quan đến chất
nền GaN số lượng lớn và quá trình chế tạo chúng, cũng như tổng quan ngắn gọn về cách chế
tạo thiết bị, cả trên vật liệu chất nền GaN tự nhiên và chất liệu chất nền không tự nhiên.
Sau đó, tổng quan về các cấu trúc thiết bị hiện tại, đang được phân tích để sử dụng trong
các ứng dụng chuyển mạch nguồn; cả cấu trúc thiết bị dọc và ngang đều được xem xét. Cuối
cùng, một cuộc thảo luận ngắn gọn về các loại proto hiện đang sử dụng thiết bị GaN được
đưa ra.
Từ khóa: Gallium nitride (GaN), điện tử công suất, bán dẫn công suất
GIỚI THIỆU
Nói chung, các hệ thống điện tử công suất được sử dụng để
xử lý và kiểm soát dòng năng lượng điện. Mục tiêu chính của
hệ thống điện tử công suất là cung cấp công suất ở dạng tối
ưu cho tải của người dùng.1 Yếu tố chính của bất kỳ hệ thống
điện tử công suất nào là thiết bị chuyển mạch công suất, các
đặc điểm của nó sẽ chi phối phần lớn tần số và mức công suất
mà tại đó một hệ thống điện tử công suất có thể hoạt động.
Silicon (Si) đã là vật liệu được lựa chọn cho các thiết bị
điện trong một thời gian khá dài, do dễ xử lý, sẵn có và có
nhiều thông tin sẵn có về các đặc tính vật liệu của nó. Tuy
nhiên, các thiết bị Si đang đạt đến giới hạn hoạt động của
chúng, được thiết lập bởi các thuộc tính vật liệu nội tại.
Do đó, các vật liệu mới để chế tạo chất bán dẫn điện phải
được đánh giá; cần chú ý cụ thể đến các đặc tính vật liệu
ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của thiết bị trong nguồn
điện
chuyển đổi ứng dụng. Các vật liệu có vùng cấm rộng, chẳng
hạn như cacbua silic (SiC) và gali nitrit (GaN) có các đặc
tính phù hợp cho các ứng dụng điện tử công suất; tuy nhiên,
việc chế tạo các thiết bị thực tế từ những vật liệu này là
một thách thức.
Kể từ khi được phát hiện, SiC đã trưởng thành đáng kể với
vai trò là vật liệu bán dẫn và sau đó đã đạt được nhiều tiến
bộ trong lĩnh vực thiết bị công suất cao cho điện tử công
suất và ứng dụng. Mặt khác, GaN đã gặp phải những hạn chế kỹ
thuật đáng kể trong việc hiện thực hóa các cấu trúc thiết bị
thực tế có đặc điểm gần với
giới hạn vật liệu.6 Trong đánh giá này, một bản tóm tắt các
thuộc tính vật liệu GaN được cung cấp cũng như đối chiếu với
các thuộc tính của Si và SiC. Tiếp theo là phần thảo luận về
các vấn đề đương thời liên quan đến chất nền GaN số lượng
lớn và quá trình chế tạo chúng, cũng như tổng quan ngắn gọn
về cách chế tạo thiết bị, cả trên vật liệu chất nền GaN tự
nhiên và chất liệu chất nền không tự nhiên. Sau đó cung cấp
tổng quan về các cấu trúc thiết bị hiện tại đang được phân
tích để sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch nguồn; cả cấu
trúc thiết bị dọc và ngang đều
(Nhận ngày 11 tháng 11 năm 2015; chấp nhận ngày 25 tháng 2 năm 2016;
xuất bản trực tuyến ngày 10 tháng 3 năm 2016)
2673
Machine Translated by Google
2674
Flack, Pushpakaran và Bayne
được xem xét. Cuối cùng, một cuộc thảo luận ngắn gọn về các
4H-SiC. Ngoài ra, GaN thể hiện cường độ điện trường tới
nguyên mẫu hiện đang sử dụng các thiết bị GaN được đưa ra.
hạn lớn hơn Si khoảng 11 lần và chỉ nhỏ hơn một chút so
với 4H-SiC. Tuy nhiên, GaN không phải là không có nhược
TÍNH CHẤT VẬT LIỆU SO SÁNH:
điểm khi là vật liệu sử dụng trong các thiết bị điện,
Si, SiC VÀ GaN
đặc biệt là tính dẫn nhiệt. Như được minh họa trong
Các tính chất của vật liệu bán dẫn liên quan đến
thiết bị điện bao gồm vùng cấm (Eg), cường độ trường
tới hạn (Ec), độ linh động của hạt tải điện (l) và
độ dẫn nhiệt.2 Vùng cấm của vật liệu xác định hạt
tải điện được tạo ra trong vùng cạn kiệt của thiết
bị bán dẫn ; khoảng cách vùng cấm lớn hơn tương quan
với nồng độ chất mang bên trong thấp hơn, do đó, mức
dòng rò thấp hơn trong các điều kiện chặn.3 Cường độ
trường tới hạn tác động trực tiếp đến điện trở ở
trạng thái của vùng trôi dạt trong thiết bị nguồn
thẳng đứng: cường độ trường tới hạn càng lớn, độ dày
vùng trôi càng nhỏ, và do đó, điện trở ở trạng thái
càng thấp; dẫn đến giảm tổn thất dẫn truyền.4 Mối
quan hệ của cường độ trường tới hạn của vật liệu với
điện trở ở trạng thái của thiết bị năng lượng đơn
cực dọc và thiết bị bóng bán dẫn có độ linh động
điện tử cao (HEMT) bên được thể hiện trong các phương
trình. 1 và 2 tương ứng.5,6
Ron ð Þ¼
Ron ð Þ¼
4 BV
ð1Þ
dọc es l E3 c
Bảng I, độ dẫn nhiệt của GaN thấp hơn cả 4H-SiC (thấp
hơn khoảng bốn lần) và Si.
CHẾ TẠO GaN SỐ LƯỢNG LỚN
Do các đặc tính vật liệu có lợi vốn có, như được
trình bày chi tiết trong phần trước, thật hợp lý khi
hiểu tại sao lại có quá nhiều sự tập trung vào GaN
như một triển vọng cho việc sản xuất các thiết bị
chuyển mạch nguồn có khe hở rộng. Tuy nhiên, có sự
khác biệt giữa các thuộc tính vật liệu lý thuyết và
các thuộc tính thiết bị có thể thực hiện được đối
với GaN. Đặc biệt đối với việc chế tạo các thiết bị
nguồn GaN, việc thiếu GaN chất lượng lớn để phát
triển thiết bị gốc là một vấn đề lớn. Ngoài ra, quá
trình chế tạo GaN gặp phải các vấn đề chế tạo điển
hình (tức là tính kinh tế của các quy trình có sẵn,
mối quan tâm về đóng gói, v.v.) Để giải quyết những
mối quan tâm này, nghiên cứu đang tiếp tục được tiến
hành để tạo ra GaN số lượng lớn, chất lượng cao, giá
cả phải chăng để chế tạo thiết bị9,10 cũng như các
cấu hình thiết bị dọc thu được.11,12 Ngoài ra, nghiên
BV2
cứu về các thiết bị GaN được chế tạo trên các vật
liệu nền phi bản địa (tức là Si và SiC) đang được
tiến hành.13–17 Nghiên cứu được thực hiện trên GaN
số lượng lớn chất lượng cao là cần thiết để hiện
Một phương pháp tiêu chuẩn để tóm tắt hiệu quả của vật
thực hóa cấu trúc nguồn dọc (tức là điốt PIN nguồn,
liệu như một thiết bị chuyển đổi năng lượng là sử dụng hệ
MOSFET dọc, v.v.) Cấu trúc thiết bị nguồn đơn cực
số công đức của baliga (BFOM) được đưa ra bởi các phương
dọc (ví dụ MOSFET nguồn) được mong muốn vì dễ điều
trình. 3 và 4 lần lượt dành cho các thiết bị thẳng đứng và
khiển và khả năng điện áp cao (không làm giảm khả
các bóng bán dẫn có độ linh động điện tử cao nằm ngang.6
năng dòng điện)18 Điốt GaN pn dọc đã được thử nghiệm
Các phương trình này cho biết các đặc tính vật liệu cơ bản
cho
khả năng tuyết lở trong Ref. 12, và tổng quan
ảnh hưởng như thế nào đến điện trở của thiết bị chuyển mạch nguồn.5
chung về nghiên cứu các thiết bị GaN pn dựa trên các
E3
chất nền gốc GaN có khuyết tật cực thấp (104 –106
BFOM dọc ð Þ¼ es l
ð3Þ
c
cm2 ) đã được thảo luận trong Tài liệu tham khảo. 11.
BFOM HEMT ð
HEMT ql Qs E2
Þ¼ ql Qs E2
ð2Þ
c
c
ð4Þ
Trong đó es là hằng số điện môi của vật liệu bán
dẫn, l là độ linh động của các hạt tải điện tự do
(electron trong trường hợp thiết bị đơn cực thẳng
đứng), Qs là mật độ hạt tải điện tấm (trong cấu trúc
HEMT) và Ec là điện trường tới hạn của một vật liệu
bán dẫn nhất định. Tính dẫn nhiệt là điều tối quan
trọng khi thiết kế các thiết bị điện, vì nó là khả
năng của vật liệu tản nhiệt sinh ra; vật liệu có độ
dẫn nhiệt cao yêu cầu tản nhiệt bên ngoài tối thiểu,
do đó giảm chi phí hệ thống. Tính chất vật liệu của
Si, 4H-SiC và GaN được cung cấp trong Bảng I. 7,8
Bảng I minh họa các lợi ích vốn có của GaN khi so
sánh với Si (thiết bị nguồn truyền thống) và 4H-SiC (vật
liệu có băng thông rộng hiện được lựa chọn cho các thiết
bị nguồn). GaN thể hiện một bandgap khoảng ba lần so
với Si và 1,1 lần so với
Để chế tạo GaN chất lượng cao được sử dụng làm
chất nền, các quy trình tăng trưởng epiticular được
sử dụng. Điều này là do các phương pháp tăng trưởng
tinh thể truyền thống (ví dụ: tăng trưởng Czochralski)
không khả thi đối với vật liệu nitride.14 Các ví dụ
phổ biến của các quá trình này là tăng trưởng
amonothermal, epitaxy pha lỏng (LPE) (hoặc tăng
trưởng dung dịch) và epitaxy pha hơi hydride (HVPE)
.9,19–23 Mỗi quy trình này đều có những ưu điểm và
nhược điểm vốn có liên quan đến tốc độ tăng trưởng,
mật độ trật khớp và khả năng lặp lại.
HVPE là một quá trình tăng trưởng epiticular sử
dụng hơi halogen và hydrua tương ứng như các tiền
chất của nhóm III và nhóm V.24 Các halogen thể hiện
sự di chuyển bề mặt lớn và ổn định nhiệt tốt, kết
hợp với các vật liệu giống nguyên chất cho phép quá
trình HVPE tạo ra tốc độ tăng trưởng cao liên quan
đến LPE và các kỹ thuật tăng trưởng amonothermal.
HVPE hiện là một thế lực thống trị trong
Machine Translated by Google
2675
Công nghệ GaN cho các ứng dụng điện tử công suất: Đánh giá
Bảng I. Tính chất vật liệu của Si, SiC và GaN7,8
Tài sản vật chất
Khoảng cách dải tần (eV)
Trường tới hạn (106 V/cm)
Độ linh động của sóng mang (cm2 /V 9 giây)
sĩ
GaN
1,12
3,26
3.4
0,3
3,5
3.3
1500
650
990, 2000a
25 1.3
Vận tốc bão hòa điện tử (106 cm/giây)
10
Độ dẫn nhiệt (W/cm2 9 K)
1,5
Một
4H-SiC
20 5
Trong vùng khí điện tử GaN/2D số lượng lớn của GaN/AlGaN HEMT, tương ứng.
thương mại hóa vật liệu số lượng lớn GaN. Tự hào với
(10lm/giờ). Điều bắt buộc là khả năng mở rộng vốn có
tốc độ tăng trưởng cao (£300 lm/h), kiểm soát tạp chất
của quy trình này phải được khai thác để chống lại
(pha tạp), sản lượng khối lượng lớn, kích thước tấm
những tốc độ tăng trưởng rất thấp này.
wafer tương đối lớn và độ tinh khiết cao của chất nền
thu được là những ưu điểm chính của quy trình này.23
Các lớp con GaN được sản xuất bằng HVPE không không có
giới hạn của chúng, cụ thể là tính đồng nhất về vật
chất không hoàn toàn tương đương với một số cơ chế tăng
trưởng cạnh tranh. Ngoài ra, chất nền HVPE GaN chịu sức
căng cao dẫn đến hiện tượng cong và nứt tại giao diện
của GaN và vật liệu chất nền không tự nhiên được sử
dụng để tăng trưởng do sự khớp sai trong hệ số giãn nở
nhiệt của chúng.
Những tiến bộ nghiên cứu gần đây trong quá trình xử lý
GaN-on-sapphire và GaN-on-Si để giảm nứt đã có thể giảm
một số hạn chế do cong và nứt. Kết quả của thử nghiệm
này trên màng GaN dày được sử dụng làm vật liệu nền tự
do sử dụng quy trình HVPE, được trình bày trong,19 tạo
ra màng GaN dày 600 lm (không bị nứt) với mật độ lệch
vị trí thấp hơn 1 9 106 cm2 .
Trong nghiên cứu này, hai ứng dụng 2 trong 1 thương mại.
(c.5-cm) chất nền sap phire được xử lý đồng thời. Chất nền
sapphire đầu tiên được xử lý bằng quy trình ứng suất do
tia laser gây ra, được trình bày chi tiết trong Tài liệu
tham khảo. 25 và 26, trong khi chất nền thứ hai được xử lý
mà không sử dụng quy trình laze.
CHẾ TẠO THIẾT BỊ
Một số kỹ thuật tăng trưởng màng mỏng hiện đang được
sử dụng để tăng trưởng dị vòng của GaN trên các chất
nền không bản địa; cụ thể là HVPE, epitaxy chùm phân tử
(MBE) và lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD);
MOCVD hiện là phương pháp được triển khai rộng rãi
nhất.27 Ban đầu, các kỹ thuật này được sử dụng để phát
triển các màng GaN mỏng trực tiếp lên các vật liệu nền
không có nguồn gốc tự nhiên (ví dụ như sapphire hoặc
SiC), thường dẫn đến một lượng lớn khuyết tật kéo dài
qua màng mỏng. -Chất liệu màng và bề mặt thô ráp. Tuy
nhiên, vào khoảng năm 1986, Amono et al. đã công bố kết
quả của một cải tiến kỹ thuật tuyệt vời trong chế tạo
thiết bị GaN bằng cách sử dụng kỹ thuật MOCVD để phát
triển GaN một cách đặc biệt trên đế sapphire. Thông qua
việc sử dụng lớp đệm alu minum nitride (AlN), bề mặt
GaN thể hiện ở dạng mượt mà hơn nhiều, làm tăng đáng kể
cả tính chất quang và điện của các lớp GaN màng mỏng
được phát triển.28 Điều quan trọng cần lưu ý là nguồn
cao được yêu cầu- nhiệt độ kích hoạt cống là 1100–
1200C,29 đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến các vật liệu
oxit cổng mong muốn để sử dụng trong các cấu trúc MOSFET.
Quá trình tăng trưởng nhiệt lượng khá giống với các
quy trình khác được sử dụng để sản xuất các vật liệu
khác, chẳng hạn như thạch anh, với khối lượng rất cao
với chất lượng tuyệt vời.23 Quá trình này sử dụng dung
môi bao gồm amoniac siêu tới hạn với các chất khoáng
hóa bổ sung để phát triển GaN thông qua quá trình tái
CẤU TRÚC THIẾT BỊ BÊN
Chất bán dẫn điện dựa trên GaN phần lớn là các cấu
trúc bên, chẳng hạn như HEMT được minh họa trong Hình
kết tinh ở các hạt tinh thể. 23 Sự phát triển của
1. Cấu trúc này là cấu trúc dị thể sử dụng bản chất
amonothermal có lợi ích là trở thành một quy trình thực
phân cực vốn có của GaN để phát triển lớp khí điện tử
sự với số lượng lớn, có nghĩa là quy trình này không
yêu cầu chất nền ban đầu không có nguồn gốc.22 Các lợi
GaN HEMT có nhiều lợi ích khi vận hành, bao gồm hoạt
ích khác của quy trình amonothermal bao gồm khả năng mở
rộng tiềm năng rất lớn và giảm chi phí sản xuất.23
2 độ nhằm đạt được độ linh động của điện tử cao.30,31
động ở tần số cao trong các ứng dụng năng lượng,
trường đánh thủng lớn và đặc tính vận chuyển tốt.32 Cấu
Những bất lợi đối với amonothermal quá trình bao gồm
trúc GaN HEMT không phải là không có thiếu sót, một
tốc độ tăng trưởng rất chậm (chậm hơn 72 lần so với
trong số đó là để cấu trúc này đạt được mức đánh thủng
HVPE), kích thước tấm wafer nhỏ và sự phức tạp hơn của
cao phù hợp tuổi vôn, phải để lại một lượng lớn không
hóa chất tăng trưởng. Nghiên cứu sản xuất các tấm GaN
gian giữa cổng và cống của thiết bị. Điều này làm cho
chất lượng cơ chất kích thước lớn, thông qua quy trình
xếp hạng mật độ hiện tại của các thiết bị HEMT vốn đã
amonothermal, đã mang lại kết quả 1-in. (c.2,5- cm) Tấm
GaN có mật độ khuyết tật là 5 9 103 cm2 .
thấp, do đó làm tăng tỷ lệ chi phí trên mật độ hiện
22
Điều quan trọng cần lưu ý là ngay cả trong
những kết quả đầy hứa hẹn này, tốc độ tăng trưởng vẫn rất thấp
tại.30 Ngoài ra, HEMT
Machine Translated by Google
2676
Flack, Pushpakaran và Bayne
Hình 3. Sơ đồ của thiết bị HEMT được đóng gói theo
tầng34 2015 IEEE. In lại với sự cho phép từ ref. 34.
Hình 1. Cấu trúc AlGaN/GaN HEMT chung30 2015 IEEE. In lại
với sự cho phép từ ref. 30.
tắt hoạt động. Điều quan trọng cần lưu ý là cấu trúc
thiết bị này không phải là không có nhược điểm, cụ thể
là hoạt động ở nhiệt độ cao dự kiến sẽ bị hạn chế nghiêm
trọng do bao gồm thiết bị Si.
CẤU TRÚC THIẾT BỊ ĐỨNG
Đối với các ứng dụng chuyển mạch nguồn, cấu trúc
thiết bị nằm ngang ít được ưa chuộng hơn so với cấu
trúc thẳng đứng. Điều này một phần là do các cấu trúc
thẳng đứng thể hiện điện trở ở trạng thái vượt trội
(đối với điện áp đánh thủng nhất định).36 Cho đến gần
đây, các thiết bị thẳng đứng dựa trên công nghệ GaN vẫn
chưa thực tế, do thiếu chất nền GaN số lượng lớn với
mật độ khuyết tật chấp nhận được (< 106 cm3 ).37 Những
nỗ lực nghiên cứu và phát triển đáng kể gần đây đã được
thực hiện trên các cấu trúc thiết bị GaN thẳng đứng;
những cấu trúc này bao gồm đi-ốt p–n dọc, HFET với đảo
Hình 2. Mặt cắt ngang của thiết bị HEMT nắp p-GaN chế độ
nâng cao35 2014 IEEE. In lại với sự cho phép từ ref. 35.
p-GaN và HFET với lớp đệm chôn p-GaN.36–39
các cấu trúc thường là các bóng bán dẫn hiệu ứng trường
được nghiên cứu là điốt p–n dọc,37, đây là cấu trúc cơ
(FET) ở chế độ cạn kiệt, có nghĩa là các thiết bị HEMT
bản nhất của thiết bị chuyển mạch. Thiết kế đi-ốt này
Cấu trúc đầu tiên trong số những cấu trúc này đang
thể hiện hoạt động bình thường và phải được cung cấp độ
hoạt động theo cùng chế độ như bất kỳ đi-ốt công suất
lệch cổng âm để vào điều kiện chặn. Gần đây, đã có
nào (tức là điện trở thấp, đánh thủng cao, v.v.), ngoại
nhiều nỗ lực nhằm thay đổi cấu trúc của một HEMT điển
trừ việc sử dụng vùng kết thúc cạnh; vùng này được sử
hình để tạo ra các thiết bị FET chế độ tăng cường (tức
dụng để lan truyền điện trường trải qua ở các cạnh của
là hoạt động bình thường ở chế độ tắt).33–35 Một sửa
thiết bị. Trường này trải rộng trên một diện tích lớn
đổi như vậy là thiết bị lớp nắp GaN loại p,35 được minh
hơn độ dày của vùng trôi pha tạp nhẹ. Điều quan trọng
họa trong Hình 2. Cấu trúc này tạo điều kiện thuận lợi
cần lưu ý là sự cần thiết của một thiết kế đầu cuối
cho hoạt động bình thường thông qua bẫy các điện tích
cạnh cụ thể cho mỗi điện áp chặn mong muốn. Các thiết
âm ở giao diện của lớp nắp loại p với i-AlGaN, điều này
bị trình bày trong 37 bit thể hiện điện trở ở trạng
gây ra sự gián đoạn trong lớp khí điện tử 2 chiều.
thái cụ thể là 2 mXÆcm2 đối với khả năng đánh thủng 2,6
Một thiết bị khác điều chỉnh hoạt động của thiết bị
HEMT điển hình là thiết bị HEMT được đóng gói theo
tầng, do Transphorm sản xuất. Điều quan trọng cần lưu
ý là thiết bị này không phải là sự sửa đổi cấu trúc đối
với GaN HEMT cơ bản, giống như GaN HEMT nắp p, mà là sự
kV và điện trở ở trạng thái cụ thể là 2,95 mXÆcm2 đối
với khả năng đánh thủng 3,7 kV; cấu trúc trình bày
trong37 được minh họa trong Hình 4.
Cấu trúc thiết bị thứ hai, được trình bày trong Ref.
36, là một cấu trúc bóng bán dẫn hiệu ứng trường dị cấu
ghép nối GaN HEMT điển hình với thiết bị Si FET điện áp
trúc (HFET) sử dụng các đảo GaN loại p, được minh họa
thấp. Thiết bị này được sản xuất bởi Transphorm; sơ đồ
trong Hình 5. Để tạo điều kiện dẫn điện, cấu trúc thiết
của thiết bị HEMT đóng gói theo tầng được minh họa trong
bị này vận chuyển các electron từ nguồn của thiết bị,
Hình 3.
Thiết bị này là sự kết hợp giữa thiết bị GaN HEMT 600V thể hiện hoạt động bình thường và Si MOSFET.34 Lợi
qua lỗ hiện tại, đến n -type vùng đệm. Trong trạng thái
tắt (tức là điện áp được đặt từ cống đến nguồn), các
vùng GaN loại p sẽ chặn điện áp được áp dụng. Dưới điện
áp cống được áp dụng cao, vùng đệm loại n được phép cạn
ích của cấu hình này là hai mặt: điều khiển cổng của
kiệt hoàn toàn, do đảo loại p, do đó trở nên giống với
thiết bị giống hệt với điều khiển cổng của mức thấp -
vùng nội tại. Điện áp cao sau đó được hỗ trợ qua đường
MOSFET Si điện áp và thiết bị, trong cấu hình này, hiển
giao nhau của loại p
thị bình thường
Machine Translated by Google
Công nghệ GaN cho các ứng dụng điện tử công suất: Đánh giá
2677
Hình 4. Cấu trúc đi-ốt p–n dọc37 2015 IEEE. In lại với sự cho
phép từ ref. 37.
Hình 6. HFET với các lớp đệm GaN loại p bị chôn vùi38 2015
Khác vier. In lại với sự cho phép từ ref. 38.
Hình 5. GaN HFET với đảo GaN kiểu ap36 2015 Elsevier.
In lại với sự cho phép từ ref. 36.
các lớp chặn hiện tại (CBL), lớp đệm và chất nền (tức
là đường giao nhau p–i–n-type). Điều quan trọng cần
lưu ý là thiết bị này vẫn chưa được đánh giá thử
nghiệm, vì36 tất cả các kết quả đã được phổ biến
đây là kết quả mô phỏng. Thiết bị HFET với các đảo
loại p thể hiện điện trở ở trạng thái cụ thể là 2,79
mXÆcm2 đối với điện áp đánh thủng là 3,2 kV.
Điểm nổi bật là khả năng điện áp đánh thủng tăng đáng
kể (tăng 50%), trong khi vẫn giữ điện trở ở trạng
thái thấp.36 Tiếp theo việc bổ sung lớp đảo loại p
có trong thiết bị HFET, một thiết bị
cấu trúc là cấu trúc HFET sử dụng các lớp đệm loại
p được trình bày trong Tài liệu tham khảo. 38. Cấu
trúc này được các tác giả gọi là thiết bị PBL HFET.
Thiết bị này được minh họa trong Hình 6.
Hoạt động ở trạng thái của thiết bị này giống với
hoạt động đã thảo luận đối với thiết bị HFET sử dụng
các đảo GaN loại p, đã thảo luận trong phần trước.
Trong điều kiện tắt điện áp thấp, điện áp bị chặn bởi
các lớp CBL loại p. Trong các điều kiện chặn điện áp
cống cao được áp dụng, các lớp đệm loại p bị chôn vùi
về cơ bản tạo ra ba vùng xuyên qua cho phép điện
trường đánh thủng đồng đều hơn trên khắp vùng cạn
kiệt. Thiết bị PBL HFET thể hiện điện trở trạng thái
cụ thể là 3,13 mXÆcm2 đối với điện áp đánh thủng 3kV.38 Điểm nổi bật là khả năng điện áp đánh thủng
tăng đáng kể (tăng 50%), trong khi vẫn giữ điện trở
trạng thái ở mức thấp.36 cấu trúc thiết bị dọc cuối
cùng dựa trên GaN được thảo luận trong bài đánh giá
này là các bóng bán dẫn hiệu ứng trường tiếp giáp
dọc 1,2 kV (JFET) được trình bày trong Tài liệu tham
khảo. 39. Có hai cấu trúc JFET thẳng đứng được đề
xuất, cấu trúc thứ nhất có kênh dọc, được minh họa
trong Hình 7, trong khi cấu trúc thứ hai có kênh bên,
được hiển thị trong Hình 8. Mỗi cấu trúc trong số này
được mô phỏng bằng phần mềm ATLAS của Silvaco để
nghiên cứu cấu trúc của chúng. hiệu suất. Các tham số
được sử dụng cho các mô phỏng là từ các giá trị thử
nghiệm thu được trong nghiên cứu trước đó.40,41
Trong cả hai cấu trúc JFET này, vùng trôi GaN loại
n hỗ trợ phần lớn điện áp ngược trong trạng thái tắt.
sự khác biệt trong
Machine Translated by Google
2678
Flack, Pushpakaran và Bayne
hoạt động giữa hai cấu trúc thiết bị JFET phải thực hiện
với cấu trúc kênh. Trong cấu trúc kênh dọc, chiều rộng và
điện trở của thiết bị trong trạng thái bật. Đối với cấu
độ dày của khẩu độ hiện tại được sử dụng để kiểm soát lượng
kiểm soát lượng điều chế của các electron được vận chuyển
trúc kênh bên, lượng tiếp xúc cổng chồng lên lớp loại p
dòng rò ở trạng thái tắt cũng như
qua kênh. Do đó, số liệu này được sử dụng để kiểm soát
lượng dòng rò ở trạng thái tắt của thiết bị.
Hiệu suất của các thiết bị được thảo luận trong đánh giá
này được tóm tắt trong Bảng II, ngoài ra, bảng này cung cấp
sự so sánh giữa hai thiết bị này với các thiết bị nguồn
hiện có (cả GaN và SiC).39,42 Ngoài ra, nghiên cứu này đã
sử dụng hai cấu trúc này để điều tra tác động tính linh
động trên điện áp đánh thủng và RON, cho thấy rằng khi độ
linh động giảm thì điện áp đánh thủng tăng lên; điều này
cũng đúng với RON, khi tính cơ động giảm thì RON tăng.
CÔNG SUẤT ĐIỆN TỬ DÙNG GAN
Tính ưu việt vốn có của GaN so với các vật liệu bán dẫn
khác trong lĩnh vực điện tử công suất tần số cao đã thúc
đẩy nhu cầu nghiên cứu thiết bị và phát triển nguyên mẫu.
Hình 7. JFET với kênh dọc39 2015 IEEE. In lại với sự
cho phép từ ref. 39.
Để đánh giá khả năng tồn tại của các thiết bị bán dẫn điện
GaN, một số trường đại học và doanh nghiệp được chọn đang
phát triển các loại nguyên mẫu hệ thống và so sánh hiệu
suất của nó với các đối tác silicon và SiC. Phần này sẽ
thảo luận về các nguyên mẫu hệ thống điện tử công suất chính
dựa trên GaN.
Bộ chuyển đổi DC–DC Boost hiệu suất cao 5 kW Nguyên mẫu bộ
chuyển đổi DC–DC Boost hiệu suất cao tần số cao được định
mức cho 2–5 kW đã được phát triển bởi Arkansas Power
Electronics Inc.
(APEI) và Hệ thống GaN sử dụng công tắc GaN HEMT.
Bộ chuyển đổi nguồn được thiết kế cho tần số chuyển mạch là
1 MHz và thời gian BẬT và TẮT công tắc lần lượt là 8,25 ns
và 3,72 ns. Tần số chuyển đổi tốc độ cực cao của thiết bị
GaN dẫn đến việc giảm kích thước của các thành phần lưu trữ
năng lượng, do đó hỗ trợ quá trình thu nhỏ hệ thống hoàn
chỉnh. Nguyên mẫu hệ thống đã hoàn thành được hiển thị trong
Hình 9.
Hình 8. JFET với kênh bên39 2015 IEEE. In lại với sự
cho phép từ ref. 39.
43
Bảng II. So sánh JFET với các thiết bị chuyển mạch nguồn khác39,42
Thiết bị
nhà chế tạo
Sự cố (V)
RON (mX cm2 )
Ngưỡng (V)
SiC JFET
Bán Nam
1900
2,8
MOSFET SiC
Misubishi
1200
5
0
SiC DMOSFET
CÂY CÂY
10000
111
3,5
CAVET
Avogy
37
Điốt PN dọc
14,1
1500
2,2
0,5
2600
2
N/AN/
Điốt PN dọc
37
3700
2,95
A
Đảo loại p HFET
PBL-HFET
36
3200
2,79
0,95
38
3000
3,13
0,95
JFET kênh dọc
39 39
1260
5,2
1310
1,7
JFET kênh bên
0,8 1
Machine Translated by Google
2679
Công nghệ GaN cho các ứng dụng điện tử công suất: Đánh giá
Hình 11. Dạng sóng công suất PWM từ ổ đĩa động cơ biến tần dựa
trên IGBT silicon tiên tiến nhất hoạt động ở tần số chuyển mạch 15
kHz47 2013 Transphorm. In lại, với sự cho phép.
Hình 9. Nguyên mẫu bộ chuyển đổi tăng áp DC–DC hiệu suất cao dựa
trên công nghệ bóng bán dẫn GaN do APEI.43 2013 Wolfspeed phát triển.
In lại, với sự cho phép.
Hình 12. Đầu ra công suất sóng hình sin từ ổ đĩa động cơ biến tần
dựa trên GaN hoạt động ở tần số chuyển mạch 100 kHz47 2013
Transphorm. In lại, với sự cho phép.
Hình 10. Bộ công cụ đánh giá biến tần ba pha 4 kW được phát
triển46 2013 Transphorm. In lại, với sự cho phép.
nửa cầu. Biến tần hoạt động ở tần số chuyển đổi 100 kHz, có lợi
Bộ chuyển đổi được thiết kế cho điện áp bus đầu ra là 400 V.
Bộ chuyển đổi có thể duy trì hiệu suất chính trên 98% trong
trong việc giảm sóng hài và tăng hiệu quả hoạt động tổng thể.
Hình 10 cho thấy đơn vị đánh giá truyền động động cơ ba pha.46
toàn bộ phạm vi tải đầu ra thay đổi từ 700 W đến 2 kW. Hiệu
suất đạt được trên 99% đối với công suất đầu ra trong khoảng 2–
4 kW. Với công suất đầu ra là 5 kW, bộ chuyển đổi có thể đạt
được hiệu suất 98,5%. Đơn vị phần cứng hoàn chỉnh có khối lượng
xấp xỉ 487 g, tương ứng với mật độ công suất theo hệ mét trọng
lực xấp xỉ 10 kW/kg.
Hoạt động tần số cao giúp giảm kích thước của các phần tử
lưu trữ năng lượng, do đó dẫn đến một thiết kế bộ lọc nhỏ gọn.
Ổ đĩa động cơ biến tần GaN được so sánh với một hệ thống tương
đương được thiết kế bằng cách sử dụng IGBT silicon tiên tiến
nhất. Các dạng sóng đầu ra hình sin thu được từ cả hai hệ thống
đã được so sánh trong Hình. 11 và 12.
Hiệu quả hệ thống cao dẫn đến tổn thất thấp hơn do đó chỉ cần
làm mát bằng không khí thụ động.43–45
Bộ đánh giá biến tần ba pha 4 kW
Biến tần ba pha 4 kW được Transphorm phát triển để đánh giá
47
Đầu ra sóng hình sin thuần túy không tăng đột biến từ biến
tần dựa trên GaN đã cải thiện đáng kể hiệu suất của động cơ.
Hiệu quả của biến tần dựa trên GaN bao gồm cả suy hao bộ lọc
cao hơn so với hệ thống dựa trên IGBT silicon (không mất bộ
lọc) như trong Hình 13. Sự gia tăng tổng thể về hiệu suất của
những ưu điểm về hiệu suất của chất bán dẫn GaN trong các ứng
hệ thống (bao gồm cả hiệu suất của động cơ) đã được quan sát
dụng điều khiển động cơ. Biến tần ba pha được hình thành bởi
thấy trong biến tần dựa trên GaN như minh họa trong
sáu GaN HEMT trong một mô-đun được định cấu hình là ba 600-V
Hình 14. 47,48
Machine Translated by Google
2680
Flack, Pushpakaran và Bayne
Hình 13. So sánh hiệu quả và tổn thất điện năng đối với công suất đầu
ra của biến tần dựa trên GaN và dựa trên Si IGBT trong Transphorm
verter48 2014. In lại, với sự cho phép.
Hình 16. So sánh hiệu suất hệ thống đối với công suất đầu ra của mạch
PFC dựa trên GaN với phiên bản 50 dựa trên MOSFET điện silicon
2014 Chuyển thể. In lại, với sự cho phép.
Hình 14. So sánh hiệu suất tổng thể của hệ thống đối với công suất đầu
ra của biến tần dựa trên GaN với biến tần dựa trên Si IGBT trong verphorm
verter48 2014. In lại, với sự cho phép.
Hình 17. Nguyên mẫu bộ chuyển đổi DC–DC LLC có công suất định mức 1 kW
sử dụng bóng bán dẫn công suất GaN 2012 Fraunhofer ISE. Tái bản, với mỗi
nhiệm vụ.
Bảng đánh giá hiệu chỉnh hệ số công suất (PFC) tần số
chuyển mạch cao 320 W
Để đánh giá hiệu suất tần số cao của 600 V/29 mX GaN
HEMT (TPH3002PS), một bảng đánh giá PFC 320-W đã được
Transphorm phát triển. Mạch PFC được thiết kế cho tần số
chuyển đổi 750 kHz. Bảng đánh giá có thể được sử dụng
với nguồn điện 115 V AC hoặc 230 V AC
cung cấp. Bảng PFC được hiển thị trong Hình 15. 49,50
Hiệu suất của hệ thống dựa trên GaN được so sánh với
một hệ thống tương tự được triển khai bằng cách sử dụng
MOSFET điện silicon CoolMOS 650-V/38,5-mX của Infineon
(IPP60R385CP). Việc so sánh hiệu quả của hệ thống như
một chức năng của công suất đầu ra (hiển thị trong Hình
16) đối với điện áp đầu vào 115 VAC cho thấy rõ ràng hiệu
Hình 15. Bảng đánh giá PFC 300-W dựa trên GaN hoạt động ở tần số chuyển
đổi 750-kHz49 2014 Transphorm. In lại, với sự cho phép.
suất của hệ thống dựa trên GaN tăng đáng kể so với đối
tác silicon của nó.49,50
Machine Translated by Google
2681
Công nghệ GaN cho các ứng dụng điện tử công suất: Đánh giá
một tùy chọn khả thi để thay thế các thiết bị Si và cung cấp hiệu suất
hệ thống cao hơn.
NGƯỜI GIỚI THIỆU
1. N. Mohan, T. Undeland và W. Robbins. Power Electron ics: Bộ chuyển
đổi, Ứng dụng và Thiết kế, ed. B. Zobrist (Hoboken: Wiley, 2003),
trang 1–15.
2. BJ Baliga, Nguyên tắc cơ bản của thiết bị bán dẫn điện
(New York: Springer, 2008), trang 23–86.
3. BJ Baliga, Thiết bị điện silicon cacbua (Hackensack:
Khoa học Thế giới, 2005), trang 15–33.
4. BJ Baliga, Thiết bị điện cacbua silic (Hackensack:
Khoa học Thế giới, 2005), trang 37–69.
5. BJ Baliga, Nguyên tắc cơ bản của thiết bị bán dẫn điện (New York:
Springer, 2008), trang 1–22.
6. BJ Baliga, Bán kết. Khoa học. công nghệ. 28, 074011 (2013).
7. A. Lidow, J. Strydom, M. de Rooij và D. Reusch, Bóng bán dẫn GaN để
chuyển đổi năng lượng hiệu quả (West Sussex: Wiley, 2015), trang 1–
18.
Hình 18. Biểu đồ hiệu quả so với điện áp đầu ra ở các mức công suất khác
nhau cho nguyên mẫu bộ biến đổi DC–DC 1-kW năm 2012 Viện Fraunhofer về Hệ
thống Năng lượng Mặt trời ISE. In lại, với sự cho phép.
8. SB Bayne và BN Pushpakaran, J. Electr. Tiếng Anh Điện trở.
công nghệ. (2012). doi:10.4172/2325-9833.1000101.
9. K. Motoki, SEI Tech. Mục 70, 28 (2010).
10. M. Ueno, S. Yoshimoto, K. Ishihara, M. Okada, K. Su miyoshi, H.
Hirano, F. Mitsuhashi, Y. Yoshizumi, T. Ishi zuka, và M. Kiyama,
Hội nghị chuyên đề quốc tế về năng lượng lần thứ 26 của IEEE Thiết
bị bán dẫn và vi mạch (ISPSD), 2014, trang 309–312.
Bộ chuyển đổi DC–DC cộng hưởng LLC 1 kW
Viện Fraunhofer về Hệ thống Năng lượng Mặt trời ISE đã phát triển
11. O. Aktas, X. Xin, T. Prunty, M. Raj, P. Bùi-Quang, M.
D'Evelyn, và I. Kizilyalli, Hội nghị Quốc tế về Công nghệ Sản xuất
Chất bán dẫn Hợp chất, 2015, trang 301–304.
nguyên mẫu bộ chuyển đổi DC–DC tần số chuyển mạch 1 MHz sử dụng bóng bán
dẫn công suất GaN 600-V do Panasonic sản xuất.51 Nguyên mẫu bộ chuyển đổi
DC– DC LLC cộng hưởng được thể hiện trong Hình 17. Mức cao tần số chuyển
đổi dẫn đến việc giảm yếu tố hình thức vật lý của hệ thống hoàn chỉnh.
12. O. Aktas và I. Kizilyalli, Electron. quỷ dữ. Hãy để. 36, 890
(2015).
13. T. Kikkawa, T. Hosoda, S. Akiyama, Y. Kotani, T. Wak abayashi,
Ogino, K. Imanishi, A. Mochizuki, K. Itabashi, K.
Đường cong hiệu suất so với điện áp đầu ra (hiển thị trong Hình 18) đối
Shono, Y. Asai, K. Joshin, T. Ohki, M. Kanamura, M.
với điện áp đầu vào 380 V ở công suất đầu ra khác nhau xác nhận hiệu suất
Nishimori, T, Imada, J. Kotani, A. Yamada, N. Nakamura, T. Hirose,
cực đại là 94% ở công suất đầu ra định mức là 1 kW.52
và K. Watanabe, Hội thảo IEEE về Ứng dụng và Thiết bị Năng lượng
Băng thông rộng (WiPDA), 2013, trang 11–14, 27– 29.
14. Y. –F. Wu, J. Guerrero, J. McKay, và K. Smith, IEEE Workshop on Wide
Bandgap Power Devices and Applica tions (WiPDA), 2014, tr.30–32, 13–
15.
15. M. Ishida, T. Ueda, T. Tanaka, và D. Ueda, IEEE Trans.
PHẦN KẾT LUẬN
Gallium nitride (GaN) là một vật liệu đầy hứa hẹn để sử dụng trong
các ứng dụng bán dẫn; đặc biệt, vật liệu này có vẻ là một ứng cử viên
sáng giá để sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch nguồn. Trong đánh giá
này, một bản tóm tắt các thuộc tính vật liệu GaN đã được cung cấp cũng
như so sánh với các thuộc tính của Si và SiC. Ngoài ra, các vấn đề đương
đại liên quan đến các chiến lược phụ GaN số lượng lớn và quá trình chế
tạo chúng đã được cung cấp. Tổng quan ngắn gọn về cách chế tạo các cấu
trúc thiết bị thực tế, cả trên vật liệu nền GaN tự nhiên và vật liệu nền
không tự nhiên đã được đưa ra. Bản tóm tắt các cấu trúc thiết bị hiện
tại, đang được phân tích để sử dụng trong các ứng dụng năng lượng, cũng
được đưa ra, với cả cấu trúc thiết bị dọc và ngang đều được xem xét.
điện tử. 60, 3053 (2013).
16. O. Hilt, R. Zhytnytska, J. Bocker, E. Bahat-Treidel, F.
Brunner, A. Knauer, S. Dieckerhoff, và J. Wurfl, Hội nghị chuyên
đề quốc tế lần thứ 27 của IEEE về Thiết bị bán dẫn điện & vi mạch
(ISPSD), 2015, trang 237–240, 10–14.
17. O. Hilt, P. Kotara, F. Brunner, A. Knauer, R. Zhytnytska, và J.
Wurfl, IEEE Trans. điện tử. 60, 3084 (2013).
18. BJ Baliga, Nguyên tắc cơ bản của các vấn đề về chất bán dẫn điện
(New York: Springer, 2008), trang 279–506.
19. K. Koyama, H. Aida, S. Kim, K. Ikejiri, T. Doi, và T.
Yamazaki, J.Cryst. Tăng trưởng 403, 38 (2014).
20. F. Lipski, T. Wunderer, S. Schwaiger, và F. Scholz, Phys.
Trạng thái Solidi A 207, 1287 (2010).
21. K. Murakami, D. Matsuo, H. Imabayashi, H. Takazawa, Y. Todoroki, A.
Kitamoto, M. Maruyama, M. Imade, M. Yoshimura, và Y. Mori, Jpn. J.
Ứng dụng. vật lý. 52, 8S (2013).
Ngoài ra, một cuộc thảo luận ngắn gọn về các hệ thống điện tử công suất
hiện đang sử dụng chất bán dẫn công suất GaN đã được chỉ định. Khi nghiên
cứu tiếp tục về chất bán dẫn công suất GaN, có khả năng họ sẽ đạt được
thành công thương mại rộng rãi trong không gian ứng dụng trung thế. Khả
năng của các thiết bị GaN hoạt động ở tần số cao hơn so với Si và SiC làm
cho nó
22. R. Dwilinski, R. Doradzinski, J. Garczynski, L. Sierzpu towski, R.
Kucharski, M. Zajac, M. Rudzinski, R.
Kudrawiec, W. Strupinki, và J. Misiewicz, Phys. Trạng thái Solidi
208, 1489 (2011).
23. A. Hanser và K. Evans, Công nghệ tăng trưởng tinh thể Gallium Nitride
(New York: Springer, 2010), trang 3–25.
24. A. Koukitu và Y. Kumagai, Công nghệ tăng trưởng tinh thể Gallium
Nitride (New York: Springer, 2010), trang 31–59.
25. H. Aida, H. Takeda, N. Aota, và K. Koyama, Jpn. J. Ứng dụng.
vật lý. 51, 016504 (2011).
26. H. Aida, N. Aota, H. Takeda, và K. Koyama, J. Cryst.
Tăng trưởng 361, 135 (2012).
Machine Translated by Google
2682
Flack, Pushpakaran và Bayne
27. S. Pearton, C. Abernathy, và F. Ren, Xử lý Nitride Gallium cho Điện
tử, Cảm biến và Điện tử học (Lon don: Springer, 2006), tr. 1.
41. I. Ben-Yaacov, Y.-K. Seck, và U. Mishra, J. Appl. vật lý. 95, 2073
(2004).
42. S.-H. Ryu, S. Krishnaswami, B. Hull, J. Richmond, A.
28. H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki, và Y. Toyoda, Appl.
vật lý. Hãy để. 48, 353 (1986).
Agarwal, và A. Hefner, IEEE International Symposium on Power
Semiconductor Devices and IC's (ISPSD), 2006, tr.1–4.
29. S. Pearton, C. Abernathy, và F. Ren, Xử lý Nitride Gallium cho Điện
tử, Cảm biến và Điện tử học (Lon don: Springer, 2006), tr. 313.
43. A. Bindra. Các mô-đun nguồn GaN hứa hẹn sẽ nâng cao thanh hiệu suất.
How2Power Today, 2013, trang 1–4.
30. T. Heidel, P. Gradzki, và D. Henshall, Hội nghị Nghiên cứu Phó thường
niên lần thứ 73 (DRC), trang 27–28, 21–24 (2015).
31. U. Mishra, P. Parikh, và Y.-F. Wu, Proc. IEEE 90, 1022
(2002).
32. Y.-F. Wu, D. Kapolnek, J. Ibbetson, P. Parikh, B. Keller, và U. Mishra,
44. GaN Systems Corp. Các hệ thống APEI và GaN trình diễn Bộ chuyển đổi DCDC Boost hiệu suất cao với Bộ chuyển mạch Gallium Nitride tốc độ cực
cao. (Công ty xuất bản Thomas, 2013). web. http://www.gansystems.com/
_uploads/ news/589943_0313%20GaN%20Systems%20APEI.pdf. Truy cập ngày
12 tháng 2 năm 2015.
IEEE T. Electron. nhà phát triển 48, 586 (2001).
33. S. Hamady, Công nghệ vi mô và nano/Vi điện tử (Toulouse: Đại học
Toulouse III Paul Sabatier, 2014).
34. T. Kikkawa, T. Hosoda, K. Shono, K. Imanishi, Y. Asai, Y.- F. Wu, L.
Shen, K. Smith, D. Dunn, S. Chowdhury, P.
45. GaN Systems Inc. Bộ tăng áp 2 kW–5 kW hiệu suất cao
chuyển đổi. Tóm tắt ứng dụng (2013).
46. Transphorm Inc., Transphorm Motor-Drive Development Kits, TDMC4000E0I
datasheet (2013).
Smith, J. Gritters, L. McCarthy, R. Barr, R. Lal, U. Mishra, và P.
47. Y.-F. Wu, Hội nghị Điện tử Công suất Ứng dụng (2013).
Parikh, Hội nghị chuyên đề Vật lý Độ tin cậy Quốc tế của IEEE (IRPS),
48. K. Shirabe, M. Swamy, J.-K. Kang, M. Hisatsune, Y.-F. Wu, D. Kebort,
2015, trang 6C.1.1–6C.1.6, 19– 23.
35. L.-Y. Su, F. Lee, và J. Huang, IEEE T. Electron. nhà phát triển 61,
460 (2014).
36. J. Du, D. Liu, Z. Bai, Y. Liu, và Q. Yu, Superlattices Mi
cấu tạo. 85, 690 (2015).
37. I. Kizilyalli, A. Edwards, O. Aktas, T. Prunty, và D. Bour, IEEE
Trans. Nhà phát triển điện tử 62, 414 (2015).
38. J. Du, D. Liu, Z. Zhao, Z. Bai, L. Li, J. Mo, và Q. Yu, Superlattices
Microstruct. 83, 251 (2015).
39. D. Ji và S. Chowdhury, IEEE T Electron. nhà phát triển 62, 2571
(2015).
40. S. Chowdhury, M. Wong, B. Swenson, và U. Mishra, IEEE Electron. nhà
phát triển 33, 41 (2012).
và J. Honea, IEEE T. Ind. Appl. 50, 566 (2014).
49. Transphorm Inc., GaN Power Low-Loss Switch,
Bảng dữ liệu TPH3002PS (2014).
50. Transphorm Inc., Bảng đánh giá EZ-GaN, 750 kHz PFC, biểu dữ liệu
TDPS300E1A8 (2014).
51. A. Wienhausen và D. Kranzer, Mater. Khoa học. Diễn đàn 740–
742, 1123 (2013).
52. Fraunhofer-Institut Fu¨r Solare Energiesysteme ISE.
Hướng tới Kích thước nhỏ hơn, Trọng lượng thấp hơn và Hiệu quả cao
hơn với các thiết bị Gallium Nitride. https://www.ise. fraunhofer.de/
en/press-and-media/press-releases/press Releases-2012/gallium-nitridedevices. Truy cập ngày 12 tháng 2 năm 2015.