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GaN-Based Gunn Diodes: Their Frequency and Power Performance and Experimental Considerations Diodos Gunn baseados em GaN: sua frequência e desempenho de potência e considerações experimentais

Egor ALEKSEEV, Dimitris PAVLIDIS, William Earl SUTTON, Edwin PINER, Joan REDWING

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Resumo:

Aspectos teóricos e experimentais dos diodos Gunn baseados em GaN são revisados. Como o campo limite para o efeito Gunn em GaN (FTH>150 kV/cm) é relatado como muito maior do que em GaAs (FTH=3.5 kV/cm), a camada ativa de dispositivos baseados em GaN pode ser mais fina (<3 µm) e dopada mais alta (>1017 cm-3) do que nos diodos Gunn convencionais. Consequentemente, espera-se que os dispositivos baseados em GaN ofereçam maior frequência e capacidades de energia. As vantagens do GaN são demonstradas com a ajuda de simulações de grandes sinais de diodos GaN e GaAs Gunn. As simulações revelaram que os diodos GaN podem operar em uma frequência mais alta (até 760 GHz vs. 100 GHz) e com maior densidade de potência de saída (105 W / cm2 contra 103 W / cm2) do que os diodos GaAs. Camadas epitaxiais de n+/n-/n+ GaN (1019 cm-3/ 1017 cm-3/ 1019 cm-3) projetados para operação em ondas milimétricas foram cultivados usando MOCVD em substratos de SiC. Diodos GaN Gunn com camadas ativas de 4 µm de espessura foram fabricados usando técnicas de gravação a seco especialmente desenvolvidas. O RIE foi otimizado para permitir um ataque profundo com baixo dano e permitiu a redução da resistividade de contato das camadas gravadas (RC10-6 Ωcm2). Diodos GaN fabricados em substratos de SiC com alta condutividade térmica foram testados em wafer e demonstraram capacidade de alta tensão e corrente (60 V e 2.5 A). O teste de alta frequência desses dispositivos requer corte adequado, montagem em dissipadores de calor eficientes e conexão às cavidades apropriadas do oscilador.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E84-C No.10 pp.1462-1469
Data de publicação
2001/10/01
Publicitada
ISSN online
DOI
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Joint Special Issue on Heterostructure Microelectronics with TWHM 2000 (Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics 2000))
Categoria
Novos dispositivos eletrônicos

autores

Palavra-chave

GaN,  THz,  Gunn,  NDR