埋入式背栅GaN p-MISFET

漏电流提升4倍

双栅设计将p沟道调制能力大幅增强，在氮化镓平台上实现媲美n沟道的开关特性，为单芯片互补逻辑电路铺路。

Haochen, Wang · Chen, Kuangli · Ning, Yang · Jianggen, Zhu · Enchuan, Duan · Shuting, Huang · Zhao, Yishang · 张波 · 周琦

Electronics (Switzerland) 2024

参数信息

漏电流

−9.1 mA/mm

亚阈值摆幅

60 mV/dec

技术优势

漏电流翻四倍

通过双栅结构，背栅的耦合作用增强了沟道调制，使漏电流从−2.1 mA/mm提升至−9.1 mA/mm。

亚阈值摆幅接近极限

背栅效应改善了栅控效率，使亚阈值摆幅降至约60 mV/dec，接近室温下的理论极限，并可在超过3个数量级的电流范围内维持。

互补逻辑演示

通过混合模式仿真，将所提出的p-MISFET与n沟道器件组成互补反相器，展示了优异的电压传输特性和动态开关行为，证明其可用于单芯片逻辑。

应用场景

• GaN功率集成电路：将p沟道器件与n沟道功率器件集成，实现GaN单芯片功率集成电路，提升集成度和效率。
• 互补逻辑电路：提供高性能p沟道器件，克服GaN互补逻辑的瓶颈，实现低功耗、高速度逻辑电路。
• 氮化镓半导体：拓展GaN材料体系在数字电路中的应用，推动GaN-on-Si平台向全功能集成电路发展。