氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)中缺乏内建的体二极管导致显著的反向导通损失,以及在功率应用中的效率降低。可以集成一个反并联的GaN肖特基势垒二极管(SBD),以提供低反向开启电压(VON);然而,现有的集成方案通常存在高关断态漏电流和最大导通电流降低的问题。为了解决这一问题,我们提出了一种通过垂直叠层的方式集成的三栅双通道器件,顶部通道作为HEMT,底部通道作为自由轮回SBD。统一的三栅设计增强了两个通道的静电控制,并保护底部通道的SBD免受高电场影响,实现了整体低漏电,同时保持低压降的自由轮回路径。此外,与同一双通道平台上的平面栅集成器件相比,三栅集成架构消除了寄生的双开启效应,并显著减少了栅极电荷。我们的集成三栅双通道器件实现了低VON为0.8 V,约30%更低的RON,在反向模式下的最大漏电流几乎是直流模式的两倍,以及在650 V下漏电小于50 nA/mm的1280 V高击穿电压。优异的反向导通性能使其非常适合用作功率转换器中的同步整流器,以提高效率。
Zhu等(Mon,)研究了这个问题。