A comprehensive analysis of GaN HEMTs: Electro-mechanical behavior, defect generation, and drain lag reduction with HfO2 layers
GaN YEMT'lerin kapsamlı bir analizi: Elektro-mekanik davranış, kusur oluşumu ve HfO2 katmanları ile elektriksel kararlılığın iyileştirilmesi
- Tez No: 828475
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY, DR. BAYRAM BÜTÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
GaN temelli yüksek-elektron-mobiliteli transistörler (GaN YEMT) geleneksel cihazlara kıyasla üstün verimlilikle yüksek frekanslarda ve güç seviyelerinde çalışabilme yetenekleri nedeniyle yükselteç uygulamalarında devrim niteliğinde ilerlemelerin yolunu açıyorlar. Tüm gelişmelere karşın mekanik stresler, kristal üzerinde kusur oluşumu ve bunların GaN YEMT'lerin elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri arasındaki ilişkiler hakkında literatürde belirgin bir boşluk bulunmaktadır. Ayrıca yükselteç çıkış gücündeki tuzaklama temelli azalmalar bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada belirtilen sınırlamaları gidermek için ilk olarak çok yönlü bir yaklaşım benimsenmiş ve Raman spektroskopisi ölçümlerini mekanik simülasyonlar için bir kalibrasyon referansı olarak kullanılmış, bu da bir kırınımla sınırlı Raman probunun çözümleyemeyeceği stres dağılımlarının ince ayrıntılarını gözlemlemeyi sağlamıştır. Bu yaklaşım, tipik bir YEMT yapısındaki mekanik stresleri modellemeyi sağlamaktadır ve kusur oluşumunun altında yatan dinamikleri aydınlatmaya yardımcı olmaktadır. Bu yaklaşımla fabrikasyon tekniklerinin geliştirilmesini hedeflemektedir. Çalışmanın devamında yüzey tuzaklamasını azaltmak için ince bir yalıtkan malzeme kaplama yaklaşımı tasarlanmıştır. Önerilen üretim süreci, transistör transfer karakteristiklerini kötüleştirmeden cihaz performansında önemli bir gelişme sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Gallium Nitride High Electron Mobility Transistors (GaN HEMTs) have rapidly emerged as a transformative technology, owing to the unique properties of the substrate material. They are poised to become a revolutionary advancement in RF amplifier applications, primarily due to their capability to operate at high frequencies and power levels with superior efficiency compared to conventional devices. Despite the rapid progressions, a noticeable gap persists in the literature regarding the relation- ship between mechanical stresses, defect generation, and their subsequent impact on the electrical characteristics of AlGaN/GaN HEMTs. Moreover, current dispersion effects, which are trapping induced reductions in output power, continues to remain a pressing issue. To address these limitations, this study first adopts a multifaceted approach and integrates mechanical simulations and Raman spectroscopy, in order to resolve fine details of stress distributions that a diffraction-limited Raman probe cannot resolve. This enables an extensive modeling of stresses in a typical HEMT structure and helps elucidate the underlying dynamics of defect generation, with the ultimate goal of informing and guiding the development of advanced fabrication techniques. In a second study, an ultrathin blanket dielectric deposition approach was devised to alleviate surface trapping, and consequently, mitigate current dispersion. The proposed streamlined fabrication process yielded a substantial improvement in device performance without compromising the transistor transfer characteristics.
Benzer Tezler
- Design, fabrication, and characterization of normally-off GaN hemts
Normalde kapalı YEMT aygıtların tasarım, fabrikasyon ve karakterizasyonu
MELİSA EKİN GÜLSEREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Radar uygulamaları için F sınıfı kuvvetlendirici tasarımı
Design of class-F power amplifier for radar applications
MERVE ALEMDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT KAÇAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH YEŞİL
- Geniş yasak enerji aralıklı sıcak elektron lazer ve ışın yayıcı yarıiletken hetero-yapılar
Wide band gap hot electron lasing and light emission in semiconductor heterostructures
SELMAN MUTLU
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN TIRAŞ
- Visual design using generative adversarial networks with heuristics improvement
Başlık çevirisi yok
SİNAN DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAFİZ ARICA
- Digitally controlled buck converters for current regulated applications
Akım regülasyonlu uygulamalar için sayısal kontrollü alçaltıcı çeviriciler
ABDULKERİM UĞUR
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ