• Los semiconductores de nitruro de galio
(GaN) y sus aleaciones (AlGaN, InGaN) han
surgido en la última década como uno de los
materiales más prometedores en el campo de
los transistores de efecto campo para
aplicaciones de:
• alta potencia y
• alta temperatura.
• Su principal atractivo radica en:
• la anchura del gap (GaN 3.4 eV),
• que le confiere una gran estabilidad
térmica
• y alta tensión de ruptura (3MV/cm).
• A pesar de los valores récord obtenidos
en transistores de efecto campo basados en
AlGaN/GaN, éstos distan mucho aún de los
predichos mediante cálculos teóricos.
• Dos son las razones principales de esta
discrepancia:
•por un lado la calidad del material, y por
otro lado,
• la poca madurez que presenta el
procesado tecnológico de fabricación de
dispositivos.
2. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
3. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• El crecimiento de nitruros del
grupo 111 (GaN y AlxGa1-xN/GaN)
se realiza por:
• epitaxia de haces
moleculares (MBE) asistido
por plasma de nitrógeno,
• utilizando capas de GaN
sobre zafiro crecidas por
MOVPE como substratos
(definidos como
pseudosubstratos).
• Se necesita un proceso de
optimización de las condiciones
de crecimiento para poder
obtener material de alta calidad
sobre los cuales fabricar
dispositivos HEMT (transistores
de alta movilidad, High Electron
Mobility Transistor) basados en
la heterounión AlGaN/GaN.
4. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• Los semiconductores de nitruro de galio (GaN)
y sus aleaciones (AlGaN, InGaN) han surgido en
la última década como los materiales más
prometedores,
• tanto en el campo de los dispositivos
optoelectrónicos en el rango del azul y
ultravioleta,
• como en el de transistores de efecto campo
(Field Effed Transistor: FET) para
aplicaciones de alta potencia y alta
temperatura.
• En 1990 el Prof. Nakamura fabricó los primeros
emisores de luz (Light-emitting diodes: LEDs)
basados en nitruros y hasta la fecha estos
dispositivos han proporcionado los resultados
más gratificantes y coloristas.
• Ya es posible encontrar:
• LEDs comerciales emitiendo en verde, azul,
violeta y blanco, así como
• Láseres de semiconductor en el azul, todos
ellos basados en GaN.
• Indudablemente, estos avances también se
han visto reflejados en el campo de los
transistores, que se ha beneficiado de parte
de la tecnología desarrollada, aunque su
proyección industrial está siendo más
costosa y laboriosa.
5. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• El auge de las tecnologías de comunicación
ha incentivado la investigación y desarrollo de
los amplificadores de potencia en el rango de
microondas.
• Hoy en día tanto las aplicaciones civiles
como militares abarcan una amplia banda de
trabajo, como muestra la Figura 1.1.
• Las comunicaciones vía satélite o radares,
que operan en un rango de frecuencias desde
cientos de MHz a decenas de GHz, requieren
amplificadores de alta potencia.
6. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• Toda la sofisticada tecnología que está surgiendo en torno a las
redes de banda ancha inalámbrica (wireless), o sistemas
compactos, podría experimentar una auténtica revolución si se
pudiera sustituir la tecnología existente por la basada en GaN.
• Estos dispositivos han demostrado proporcionar
• hasta un orden de magnitud más de densidad de potencia
y•
más del doble de eficiencia de amplificación, frente a la
tecnología existente basada en el Si y GaAs.
• Esto significa que un dispositivos de GaN reemplazaría a unos
10 de GaAs,
• para obtener la misma potencia de salida,
• con todo lo que eso conlleva en reducción de costes, y
espacio,
• así como mayor facilidad de acoplo de impedancias de
entrada.
• Además hay que añadir
• que la elevada estabilidad química y térmica de los
nitruros les
• permite trabajar en ambientes agresivos,
• y a mayores temperaturas que otros semiconductores
clásicos,
• lo que les hace idóneos, por ejemplo, para aplicaciones
en vehículos eléctricos híbridos.
• Los laboratorios de DaimIerChrysIer están investigando el uso
de transistores de GaN también en radares compactos para la
detección y evasión de obstáculos en automóviles.
• Por lo tanto, los transistores de GaN se revelan muy atractivos
para las industrias del automóvil, aeronáutica y sobre todo en el
campo militar, tal y como se mostra en la Figura 1.1.
7. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• Un material idóneo para aplicaciones de alta potencia debe
poseer
• buenas propiedades térmicas y de transporte
electrónico,
• un voltaje de ruptura elevado,
• así como gran estabilidad térmica y química.
• En el campo de los transistores de efecto campo los
materiales más utilizados hasta la fecha han sido los
basados en:
• arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de indio (InP) y
silicio (Si).
• Sin embargo, estos materiales
• con banda prohibida (gap) estrecha
• presentan una importante limitación para trabajar con
altas densidades de potencia y altas temperaturas,
• por lo que se buscan nuevas soluciones en
semiconductores con gap más ancho, como el
diamante, SiC y el GaN.
• Estos semiconductores de gap ancho
• tienen mayor estabilidad térmica y tensión de ruptura,
• lo que les hace muy atractivos como posibles
potenciales candidatos para dichas aplicaciones.
• La Tabla 1.1 compara los distintos valores de parámetros
clave entre distintos semiconductores, como son la movilidad
(μ), velocidad de saturación (Vs), campo eléctrico de ruptura
(EBD), constante dieléctrica (ε), conductividad térmica (κ), y
energía del gap (Eg).
8. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
9. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• Para poder comparar directamente distintas familias de
semiconductores a partir de las propiedades del material se
definen distintas figuras de mérito, o parámetros de
referencia,
• como la figura de mérito de Johnson (FMJ= (EBD Vs/2π)), que
se suele utilizar para dispositivos de potencia. Introduciendo en
la expresión de la FMJ directamente los parámetros de distintos
semiconductores,
• como muestra la Tabla 1.1, los mayores valores de dicho
parámetro se obtienen con los semiconductores de gap
ancho.
• Como se deduce de la Tabla 1.1, los competidores directos
del GaN son
• el diamante y el SiC.
• El diamante aparentemente parece ser el más Idóneo
para aplicaciones de alta potencia, sin embargo su
tecnología todavía es muy incipiente
• El SiC fue uno de los primeros semiconductores de gap
ancho estudiado,
• sobre todo para aplicaciones de alto voltaje.
• La estabilidad térmica y química, campo de ruptura y
anchura del gap del SiC son similares a los del GaN.
• Sin embargo, el hecho de que el GaN permita una
tecnología de heterounión (con sus ternarios AlGaN e
InGaN),
• hacen de este material semiconductor la opción más
atractiva para el desarrollo de dispositivos transistores
FET
• que funcionen a altas potencias y altas
temperaturas.
10. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
• Otra de las ventajas del GaN frente al SiC son
• las características de transporte de los electrones (la
movilidad de electrones típica en SiC a 300K es de 700
cm^A/s frente a los 1000-2000 cm2/Vs obtenidos en
AlGaN/GaN.
• Además, el procesado tecnológico de dispositivos de
SiC es más complejo,
• y su tecnología actual presenta importantes
limitaciones (tamaño de obleas y densidad de defectos,
contactos óhmicos con baja resistencia de contacto,
implantación, etc.)
• Desde un punto de vista más ingenieril
• un dispositivo de potencia debe proporcionar
alta potencia de salida (respecto de la anchura
de puerta);
• debe poder operar a un alto voltaje y alta
frecuencia;
• tener alta eficiencia y bajo ruido;
• así como capacidad de trabajar a altas
temperaturas.
• Teóricamente el GaN cubre todas las
necesidades anteriormente citadas, como se
enumeran en la Tabla 1.2, y destacando en
muchas de ellas (remarcadas en negrita).
• Las ventajas anteriormente citadas se consiguen
gracias
• a la combinación de un gap ancho
• y la capacidad de obtener simultáneamente en
heteroestructuras AlGaN/GaN
• alto voltaje de operación
• y alta densidad de corriente.
11. Transistores HEMT de AlGaN - GaN
12. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Los transistores de efecto campo {Field Effect
Transistor: FET) son dispositivos de estado
sólido
• en los que un campo eléctrico controla el
flujo de los portadores mayoritarios en un
canal de conducción.
• Hay distintos tipos de transistores; y algunos
de ellos son:
• el de homounión {Junction Field Effect Transistor:
JFET) basado en una unión P-N para controlar los
portadores;
• el basado en una unión metal-semiconductor {Metal
Semiconductor Field Effect Transistor. MESFET);
• y los de alta movilidad (High Electron Mobility
Transistor: HEMT).
• Los transistores HEMT se caracterizan porque
• el canal de conducción es bidimensional,
en vez de ser un área extensa del material
en volumen como ocurre en los JFET y
MESFET.
• Dicho canal bidimensional está localizado
en la inferfase de la heterounión que lo
constituye (ver Figura 1.2),
• concretamente entre la barrera y la capa
del canal
• Esto permite que los electrones alcancen
mayores movilidades.
13. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Los FET son dispositivos de tres
terminales,
• en los que la magnitud de la corriente
que fluye entre dos de los contactos
(contactos óhmicos de fuente y
drenador) es controlada por el tercero
(barrera Schottky de puerta).
• El flujo de corriente tiene lugar entre los
contactos óhmicos del drenador y la
fuente, situados a ambos lados de la
metalización de puerta, y paralelos a ésta,
tal y como muestra la Figura 1.2.
• El transistor suele definirse a través de
los parámetros geométricos de la puerta
de longitud (LG) y anchura (WG), según
indica la Figura 1.2.
• Al aplicar un voltaje en el metal de
puerta ésta controla el flujo de carga
entre la fuente y el drenador.
• Pequeños cambios en el voltaje de
puerta pueden ser amplificados
mediante un circuito externo
conectado a la fuente y el drenador.
14. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
15. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• La corriente total en el canal se debe
únicamente a portadores mayoritarios, que en
el caso que nos ocupa son electrones (canal
tipo-n).
• En los dispositivos bajo estudio los electrones
están confinados en el canal bidimensional
incluso bajo un voltaje de puerta (VG) nulo.
• Este tipo de dispositivos son los
denominados "normally-on" porque hay
una densidad de corriente entre fuente y
drenador (IDS) sin necesidad de aplicar
ningún potencial en la puerta (VG=0).
• Por lo tanto, la modulación de la carga se
realiza
• aplicando potenciales negativos en la
puerta
• que hace que se vaya vaciando el canal
por extensión de la zona de carga espacial,
• llegando a un potencial de corte, o umbral
(pinch-off: VTH), para el cual la corriente
entre drenador y fuente se hace nula.
• El dispositivo es estable hasta un voltaje entre
fuente y drenador (VDS) máximo, que se define
como voltaje de ruptura (VBD)
16. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• La característica l-V de estos dispositivos
presenta dos regiones, en función del potencial
aplicado entre drenador y fuente (VDS), como
muestra la Figura 1.3.
• Para bajos voltajes se observa un
comportamiento lineal, óhmico, hasta alcanzar
un voltaje característico (VK), denominado de
codo, para el cual los se satura.
• Los parámetros característicos de estos
dispositivos trabajando en corriente continua
(DC) son la corriente máxima de saturación
(lDSmax)y la transconductancia extrínseca (gm),
los cuales conviene sean lo mayor posible. La
IDSmax evaluada es para VG=OV.
• La corriente de saturación está afectada
principalmente por
• la cantidad de portadores en el dispositivo
• y la movilidad y velocidad de saturación
de estos.
• La densidad de carga convencionalmente
se ajusta a través del dopaje, aunque para
diversas estructuras estudiadas no es el
dopaje propiamente dicho quien ejerza tal
efecto.
17. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
18. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• La transconductancia representa la ganancia
del dispositivo. Visto desde otro punto de vista,
es una medida de la eficiencia de la puerta para
modular la carga, y se define como:
• Simplificando mucho se podría decir que la
transconductancia depende básicamente de
cuatro parámetros:
• la resistencia de los contactos óhmicos
(aumenta al mejorar la calidad
tecnológica de estos),
• la anchura de la barrera (disminuye al
aumentarla, ya que se aleja la puerta del
canal),
• la resistividad intrínseca del material
(que debe ser lo más baja y homogénea
posible),
• y la distancia entre la fuente y el
drenador (al reducir las zonas de acceso
disminuye la resistencia de acceso).
19. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Para aplicaciones en microondas de pequeña señal
las figuras de mérito son:
• la frecuencia de corte extrínseca, o de ganancia
de corriente unidad, (ft)
• y la máxima de funcionamiento, o de ganancia
de potencia unidad (fmax),
• así como el mínimo ruido.
• La frecuencia de corte (ft) se puede definir en
primera aproximación como:
• Donde CG es la capacidad de entrada de la
puerta.
• Asimismo, la frecuencia de máximo
funcionamiento puede expresarse en función
de ft:
20. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Donde RSD es la resistencia entre drenador y
fuente y GGD es la conductancia entre puerta y
drenador.
• Como se desprende de estas expresiones,
para conseguir altas frecuencias de trabajo
es necesario
• contar con una alta
transconductancia,
• alta capacidad de puerta
• y baja resistencia fuente-drenador.
• Estos parámetros dependen
• de la geometría del dispositivo (distancias
entre drenador y fuente, LQ, WG, etc.)
• y de los metales de contacto (resistencias
de contacto).
• El procedimiento habitual para estimar la
densidad máxima de potencia de un HEMT en
DC es a través de:
• Esta expresión muestra la necesidad de
disponer de
• altas densidades de carga
• y altos voltajes de ruptura
• para obtener altas potencias.
21. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Esta potencia estimada bajo condiciones de
DC no siempre coincide con la que luego se
obtiene experimentalmente operando en radio
frecuencia (RF);
• esto se debe a la presencia de fenómenos
de dispersión o colapso.
• Esta deficiencia es especialmente
importante en los dispositivos basados en
GaN, por lo que es necesario hacer una
breve introducción a la fenomenología.
• Su origen se sitúa en trampas
existentes tanto en el material en
volumen como en la superficie.
• Suponiendo que sólo existen trampas
superficiales, cuando el dispositivo está en
operación,
• a altos voltajes de drenador (VDS>VK),
existe un alto campo eléctrico en el borde
de la puerta más próximo al drenador.
• Al alcanzar VG el voltaje de corte, o pinchoff,
los electrones procedentes de la puerta
pueden ser entonces excitados y
capturados en las trampas existentes en la
región entre el drenador y la puerta,
extendiéndose así la zona de vaciamiento
(ver Figura 1.4a).
22. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
Figura 1.4. Esquema de la fenomenología del efecto de colapso.
23. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Al aplicar un potencial pulsado a la puerta,
• la región de vaciamiento bajo la puerta
responde a dicha señal,
• pasando de estado de corte a canal
abierto
• Sin embargo, la constante de tiempo de las
trampas es suficientemente alta
• como para que los electrones no
puedan seguir a la señal de AC,
• quedando atrapados y, por lo tanto,
• sin participar en la conducción.
• Esto da lugar a una falta de electrones en el
canal en el lado del drenador
• y a un estrangulamiento de la corriente,
• limitándose la corriente del canal
• y aumentando el voltaje de codo.
• Esta situación es la que está reflejada de
forma esquemática en la Figura 1.4b,
• donde la corriente del canal es
controlada en ese momento,
• principalmente, por la carga atrapada
en vez de por el potencial de puerta.
24. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
Figura 1.4. Esquema de la fenomenología del efecto de colapso.
25. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Experimentalmente este fenómeno se
pone de manifiesto sólo
• bajo medidas de las
características del dispositivo en
AC, o pulsada.
• La Figura 1.5 muestra la
característica en DC de un dispositivo
tipo
• y su correspondiente bajo pulsos
en la puerta, tras ir de estado de
corte a canal abierto.
• Puede observarse como la corriente
de saturación ha sufrido
• una importante degradación,
• así como el voltaje de codo, que
aumenta sustancialmente.
• Esto hace que la excursión de barrido
en RF (ΔVDS, ΔIDS)
• sea muy inferior a la observada
bajo condiciones de DC.
26. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
27. HEMT: Principios básicos de funcionamiento.
• Diferentes estudios han relacionado este
fenómeno
• con trampas en la superficie e interfase de
AlGaN/GaN o en las existentes en la capa de
GaN,
• y recientemente a estados cargados en la
superficie y barrera asociados a los
importantes campos de polarización
existentes en este sistema.
• Se demuestra que la pasivación de la superficie,
utilizando SiN,
• evita o al menos mitiga este fenómeno
• lo que apunta a que los efectos más
acusados provienen de la superficie.
•Sin embargo, la reproducibilidad de la eficiencia
del SiN como pasivante
• es relativamente pobre por lo que se están
buscando nuevas soluciones,
• siendo una de ellas la pasivación
epitaxial por deposición de una capa de
AIN amorfa
• o la de una capa tipo-p.
•La reducción de este efecto de colapso es un
punto clave
• para mejorar las características de salida de
los transistores
• y su comercialización.
28. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• El primer transistor FET basado en GaN
• fue un MESFET fabricado por Khan en
1993.
• Se obtuvieron densidades de corriente de
175 mA/mnn con una transconductancia
máxima de 23 mS/mm.
• Las características de salida en RF fueron
• de fT 11 GHz
• y fmax de 35 GHz,
• lo que confirmó las hipótesis acerca del
gran potencial de los FET de GaN.
• Posteriormente se introdujo
• una barrera de AIxGa1-xN para la obtención
de dispositivos HEMT de AlGaN/GaN
• y su desarrollo ulterior ha sido
vertiginoso.
• Junto con el gran atractivo que presentan
los dispositivos FET basados en GaN,
desde el punto de vista tecnológico,
• los nitruros muestran a su vez nuevos
fenómenos físicos,
• tales como la existencia de elevados
campos de polarización,
• o grandes discontinuidades de
bandas, que los distinguen de los
semiconductores III-V convencionales.
29. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• Gracias a ello se abren nuevas
posibilidades en la forma de obtener
• gases de electrones bidimensionales
en la intercara de una heterounión,
• ya que no requieren de dopaje
intencional para proporcionar la carga
eléctrica del canal.
• Debido a las características de la red
cristalina del GaN y el AIN,
• en la heterounión entre estos dos
semiconductores
• se inducen campos
piezoeléctricos
• y de polarización espontánea de
valores muy elevados (del orden de
MV/cm).
•Esto incrementa notablemente
• el confinamiento de portadores en el
gas bidimensional,
• lo que produce la acumulación de una
cantidad enorme de portadores (~1013
cm-2)
• sin necesidad de introducir
dopantes extrínsecos.
30. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• En la última década se ha estudiado intensamente
una gran variedad de estructuras FET basadas en
GaN.
• Hasta la fecha, la mayoría de estos dispositivos
han utilizado capas crecidas epitaxialmente con
precursores organometálicos (Metalorganic
Vapour Phase Epitaxy: MOVPE)
• o con haces moleculares (Molecular Beam
Epitaxy: MBE), sobre substratos de zafiro, SiC, Si
• o incluso capas de GaN obtenidas mediante
procesos tecnológicos muy elaborados
(tecnología ELOG: Epitaxial Lateral Over-
Growth).
•Se han fabricado y estudiado diversas estructuras
HEMT basadas en la heterounión AI(Ga)N/GaN,
• utilizando AIN o AlGaN
• como material de gap ancho (barrera),
tanto dopado tipo-n como sin dopaje
intencional, y GaN como canal, dopado, o
sin dopar,
• y con diferentes parámetros estructurales
de diseño (concentración de Al y anchura de
barrera y dopaje).
• En estos dispositivos, y a temperatura ambiente,
• la densidad de carga en el canal bidimensional
de la heterounión es del orden de 1013 cm-2 con
movilidades de hasta 2000 cm2 V-1 s-1,
• aunque los valores típicos rondan entre 1000 y
1500 cm2 V-1 s-1,
31. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• La evolución paralela de la calidad cristalina
del material y la tecnología, ha permitido
obtener
• elevadas movilidades (μ=1500 cm2 V/s)
con altas densidades de carga (ns=2.15 1013
cm-2).
•Esto se ha reflejado en las características de
los dispositivos,
• obteniéndose altas densidades de
corriente con alta transconductancia (1.23
A/mm y 314 mS/mm con LG=0.12μm),
• lo que proporciona valores record de fT y
fmax de 121 y 162 GHz, respectivamente.
• Los mejores dispositivos se han conseguido
utilizando SiC como substrato,
• especialmente para aplicaciones de alta
potencia,
• ya que su conductividad térmica es 10
veces superior a la del zafiro,
• y por lo tanto se reducen las
deficiencias por efectos térmicos.
•También se obtienen mejores calidades
cristalinas,
• lo que contribuye a que la densidad de
carga suela ser ligeramente superior a la
que se obtiene sobre AI2O3.
32. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• En los últimos años, grupos líderes en este
campo, como la empresa Cree-Durham O las
Universidades de Cornell (Ithaca, EEUU) y la
de California Santa Barbara (EEUU),
• han conseguido fabricar HEMTs
capaces de trabajar con densidades de
potencia de 11.2 W/mm, por ancho de
puerta, amplificando señales a 10 GHz.
• Como comparación, transistores
convencionales
• basados en Si pueden amplificar
señales eficientemente sólo hasta 2 o 3
GHz,
• mientras que los basados en GaAs
pueden trabajar hasta muy altas
frecuencias pero con bajas densidades
de potencia
• (por ejemplo, a 10GHz tan sólo
puede soportar una potencia de 1
W/mm, y al ir aumentando la
frecuencia disminuye la densidad de
potencia de operación).
• Esto hace que los transistores de nitruros
• sean muy interesantes desde el punto
de vista de los amplificadores de
potencia de microondas
33. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• La rápida evolución de los dispositivos de
potencia basados en HEMT de AlGaN/GaN se
refleja en la Figura 1.6,
• donde se considera como parámetro de
referencia la densidad de potencia
• A pesar de los valores récord obtenidos, éstos
distan mucho aún de los predichos mediante
cálculos teóricos.
• Dos son las razones principales de esta
discrepancia.
• Una de ellas es la calidad del material,
debido fundamentalmente a la falta de un
substrato adecuado para el crecimiento
homoepitaxial del GaN.
• La falta de substrato de GaN hace necesario
• el crecimiento heteroepitaxial utilizando
substratos compatibles (zafiro, SiC o Si).
• A pesar de introducir capas
amortiguadoras el desacoplo de
parámetros de red y térmicos hace que
la capa epitaxiada tenga una alta
densidad de defectos extensos, como
dislocaciones (108 - 109 cm-2), y
concentración residual de impurezas
(116-1017 cm-3).
34. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
35. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• Por otro lado, la poca madurez del procesado
tecnológico (contactos óhmicos, barreras
Schottky, limpiezas de superficies, ataques secos
y húmedos...) hace que parámetros tan
importantes
• como resistencias de contactos,
• y corrientes de fugas
• estén limitando las características
potenciales de estos dispositivos.
• Junto a estas consideraciones de
carácter tecnológico y del material, el
estudio de las heterouniones basadas en
AlGaN/GaN
• presenta otros retos desde el punto
de vista teórico,
• ya que todavía hoy en día existe
una dispersión en algunos de los
parámetros propios del GaN
(constantes elásticas, piezoeléctricas
o potenciales de deformación).
•Esto se debe principalmente
• a las dificultades que entraña su
determinación experimental de una forma
precisa con un material que no es de muy alta
calidad cristalina.
• Por ello, otra línea muy activa dentro del
campo de los nitruros son
• los modelos teóricos capaces de dar
una explicación definitiva a los
resultados experimentales.
36. Una década de transistores FET de AlGaN/GaN
• Mientras los dispositivos electrónicos basados en
GaN se muestran potencialmente ventajosos para
competir en el mercado,
• existen una serie de limitaciones que
deberían ser superadas.
•Todavía queda mucho trabajo por hacer en
términos
• de reducción del efecto de las trampas,
especialmente las superficiales,
• estudio de fiabilidad a largo plazo,
• y mejora del control térmico de los
dispositivos.
• Estas deficiencias se reflejan en la
prestaciones de los mismos a través de
efectos
• de autocalentamiento (self-heating)
• y de dispersión en RF o colapso.
• Por otro lado hay que considerar
• los altos costes de estos dispositivos,
• ya que los mejores resultados se están
obteniendo en substratos de SiC,
• lo que incrementa sustancialmente los
costes.
• Como se puede ver,
• todavía hay que superar algunas
barreras antes de que estos transistores
sean comercialmente rentables.
Jorge L. Polentino U.
EES
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