Betrouwbaarheid en integratie van GaN vermogenscomponenten en circuits op GaN-op-SOI

Power transistors op GaN-on-Si zijn zeer veelbelovend voor power switching applicaties. In de afgelopen twee decennia zijn grote inspanningen gedaan om de epitaxy kwaliteit van GaN op Si te bevorderen, de verticale lekstroom te verlagen, een echt verbeteringsapparaat te bereiken en de dispersie van apparaten te onderdrukken. Gelukkig zijn deze problemen opeenvolgend opgelost en de commercialisering is aan de gang. Om het potentieel van GaN verder te onderzoeken, zijn enkele nieuwe concepten zoals monolithische integratie van machtssystemen op dezelfde chip voorgesteld om de parasitaire inductantie en diegrootte te verminderen. Vergeleken met de traditionele Si verticale krachtapparaten, zijn de GaN-apparaten met een laterale configuratie veel handiger om monolithische integratie te bereiken. Echter, de effectieve isolatie van de GaN-apparaten is nogal uitdagend, omdat die apparaten een gemeenschappelijke geleidende Si-substraten delen.

Dit Ph.D onderwerp zal zich richten op het gebruik van GaN-on-SOI gecombineerd met trench isolatie om monolithische integratie te bereiken. Sommige problemen moeten worden opgelost voor dit doel, met inbegrip van: a) het onderzoeken van de vallen, verticaal lekmechanisme en betrouwbaarheid van de GaN buffer op SOI; b) evaluatie van de effectiviteit van de isolatie door de sloot en de SiO2 laag; c) de toename van de thermische weerstand veroorzaakt door de oxidelaag; d) evaluatie van de betrouwbaarheid van elk afzonderlijk apparaat; e) meting van de schakelprestaties van de monolithische geïntegreerde halve brug.