Fabricación, caracterización y modelado de transistores de heterounión de efecto campo basados en AlGaN/GaN

Resumen

Un material semiconductor idóneo para aplicaciones de alta potencia debe poseer excelentes propiedades térmicas y de transporte electrónico, un voltaje de ruptura elevado, gran estabilidad térmica y química, y además debe permitir la fabricación de dispositivos unipolares y bipolares con bajos elementos parásitos. Actualmente, la mayoría de los dispositivos de potencia comercializados están basados en Si y en GaAs. Sin embargo, estos materiales son semiconductores de banda prohibida (g£?p) estrecha y no cumplen todas las características que antes se han citado como óptimas para las aplicaciones de potencia. El rápido desarrollo que durante la última década han experimentado los semiconductores de gap ancho (SiC, Diamante, GaN) los hace muy atractivos como potenciales candidatos para las aplicaciones de alta potencia y alta temperatura. El SiC es uno de los semiconductores de gap ancho que fue inicialmente estudiado, sobre todo para aplicaciones de alto voltaje [Weitz95]. Más recientemente, se han desarrollado dispositivos de heterounión basados en GaN que han conseguido trabajar a altas corrientes y con tensiones de ruptura muy elevadas [Mishr98][Chen97]. La conductividad térmica, estabilidad térmica y química, campo de ruptura y anchura del gap del GaN son similares a los del SiC. Sin embargo, una de las ventajas del GaN frente al SiC es una velocidad de pico y una movilidad de los electrones mayores [Khan97]. Además, el hecho de que el GaN permita perfectamente una tecnología de heterounión (con sus ternarios AlGaN y InGaN), hacen de este material semiconductor la opción más atractiva para el desarrollo de dispositivos transistores de efecto campo (FET) que funcionen a altas potencias y altas temperaturas.