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面向功率应用的金刚石/c-BN高电子迁移率晶体管:一项理论可行性分析

应用物理 2019-01-31 v1

摘要

金刚石在直流和射频领域都是高功率电子应用的一种有前景的材料。然而,由于若干技术挑战,其预期优势尚待实现。特别是,由于n型掺杂剂的大电离能和低热力学溶解度极限,n型器件一直不可行。受非平衡加工近期进展的推动,我们提出并从理论上考察了一种可规避这些关键限制的金刚石/c-BN高电子迁移率晶体管(HEMT)。第一性原理计算表明,这两种近乎晶格匹配的半导体在异质结处具有所需的I型能带排列。研究还表明,通过栅偏压可在未掺杂金刚石沟道中诱导出超过5×1012 cm25\times10^{12}~\mathrm{cm^{-2}}的大面载流子密度。对简单原型设计的后续分析表明,所提出的器件可同时实现大电流驱动(~10 A/cm)、低RonR_{on}0.05 mΩcm2\sim 0.05 ~ \mathrm{m}\Omega \cdot \mathrm{cm}^2)和高fTf_T(~300 GHz)。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.10572,
  title  = {Diamond/c-BN HEMTs for power applications: A theoretical feasibility analysis},
  author = {Namita Narendra and Jagdish Narayan and Ki Wook Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10572},
  year   = {2019}
}