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So Ra Jeon (Kyungpook National University) Sang Ho Lee (Kyungpook National University) Jin Park (Kyungpook National University) Ga Eon Kang (Kyungpook National University) Jun Hyeok Heo (Kyungpook National University) Min Seok Kim (Kyungpook National University) Seung Ji Bae (Kyungpook National University) Jeong Woo Hong (Kyungpook National University) In Man Kang (Kyungpook National University)
저널정보
대한전자공학회 JOURNAL OF SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY AND SCIENCE Journal of Semiconductor Technology and Science Vol.23 No.6
발행연도
2023.12
수록면
359 - 366 (8page)
DOI
10.5573/JSTS.2023.23.6.359

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This study presents a comparative analysis of the vertical cylinder and fin-type junctionless fieldeffect transistors (JLFETs) based on GaN-on-GaN substrates using three-dimensional technical computer-aided design (3D TCAD) simulations. The on-current (I<SUB>on</SUB>) values of the vertical cylinder and fintype JLFETs are 6.45 and 5.63 kA/㎠, respectively. The corresponding off-current (I<SUB>off</SUB>) of the devices is calculated as 2.51 × 10<SUP>−10</SUP> and 9.72 × 10<SUP>−2</SUP> A/㎠, respectively. Furthermore, their corresponding I<SUB>on</SUB>/I<SUB>off</SUB> ratios are 2.57 × 10<SUP>13</SUP> and 5.79 × 10⁴, respectively. Additionally, the I<SUB>off</SUB> ratio of the devices is 2.58 × 10<SUP>9</SUP>, and the subthreshold swing (SS) is calculated as 101 and 346 mV/dec, respectively. The static resistance (R<SUB>on</SUB>) and breakdown voltage (BV) represent the figure of merits of the power transistor. Herein, Ron of the vertical cylinder-type device is 0.11 μΩ·㎠, which is lower than 0.62 μΩ·㎠ of the vertical fin-type device, whereas their corresponding BVs are calculated as 2,400 and 2,037 V, respectively. These results show that the BV of the vertical cylinder-type device is ~17.8% higher than that of the vertical fin-type device. Therefore, the vertical cylinder-type GaN JLFET has a higher performance than the vertical fin-type GaN JLFET. Herein, we provide guidance in the designing of high-performance vertical GaN power transistors.
#Gallium nitride(GaN) #vertical power transistor #GaN-on-GaN substrate #JLFET

목차

Abstract
Ⅰ. INTRODUCTION
Ⅱ. EXPERIMENTAL PROCEDURE
Ⅲ. RESULTS AND DISCUSSION
Ⅳ. CONCLUSIONS
REFERENCES

참고문헌 (23)

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Roccaforte, Fabrizio, et al, “An overview of normally off GaN-based high electron mobility transisors,” Materials, Vol. 12, No. 10, May., 2019 google schola Zhong, Yaozong, et al, “A review on the GaN-on-Si power electronic devices,” Fundamental Research 2.3, Vol. 2, No. 3, pp. 462-475, December., 2021 google schola Iucolano, Ferdinando, etal, “GaN-on-Si HEMTs for wireless base stations,” Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 98, pp. 100-105, August., 2019 google schola Mizutani, et al, “AlGaN/GaN HEMTs with thin InGaN cap layer for normally off operation,” IEEE Electron Device Letters, Vol. 28, No. 7, pp. 549-551, June., 2007 google schola Quay, Rüdiger, “Device Characterization and Modeling,” Gallium Nitride Electronics (2008), Vol. 96, pp. 197-270, 2008 google schola

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