Hemts yapılarının sonlu elemanlar yöntemi ile kanal modülasyonu açısından modellenmesi

Abstract

Yüksek elektron hareketli transistör (HEMT) temelli mikroelektronik teknolojilerdeki gelişmeler; yüksek güç yoğunluklu uygulamalar ve güç amplifikatörlerinin yanı sıra mikrodalga ve radyo frekansı (RF) elektroniğinde büyük ilerlemelere yol açmıştır. Elektronik yapılarda tercih edilen geniş bant aralıklı (WBG) yarı iletken malzemelerin özellikleri ve iki boyutlu elektron gazı (2-DEG) kanallarının avantajı nedeniyle, HEMT aygıtlarını diğer yarı iletken cihazlara göre daha verimli kılmıştır. Galyum arsenit (GaAs) veya indiyum fosfat (InP) gibi WBG malzemeleri, yüksek kazançlı ve yüksek frekanslı uygulamalar için HEMT yapıları üretmek için kullanılırken, galyum nitrür (GaN) temelli HEMT aygıtlar, üstün özellikleri nedeniyle yüksek güç uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılamak için büyük bir değere sahiptir. Diğer yandan, geleceğin güç elektroniği uygulamalarının temel yarı iletken aygıtı olarak görülen GaN tabanlı HEMT aygıtlar üzerinde kırılma gerilimi (Vbr) ve çalışma karakteristiklerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar önemlidir. HEMT yapıların farklı tasrımda ve kanal modülasyonunda tasarlanması elektronik özellikleri açısından önemlidir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında güç cihazları için kapı (gate)- akaç (drain) arası mesafe (Lgd)’nin belirlenen yapı üzerinde elektronik özelliklerine etkisi ve farklı kapı aralıklarında Vbr, akım voltaj (Ids-Vgs), çalışma direnci (Ron) gibi karakteristikleri belirlendi. Belirlenen yapı için akaç ve kapı arası mesafe, 0.8µm ile 30µm arasında değiştirilerek sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kanal modülasyonu açısından elektronik özellikleri analiz edildi.