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Growth and Properties of Intentionally Carbon-Doped GaN Layers
Carbon-doping of GaN layers with thickness in the mm-range is performed by hydride vapor phase epitaxy. Characterization by optical and electrical measurements reveals semi-insulating behavior with a maximum of specific resistivity of 2 × 1010 Ω cm at room temperature found for a carbon concentration of 8.8 × 1018 cm−3. For higher carbon levels up to 3.5 × 1019 cm−3, a slight increase of the conductivity is observed and related to self-compensation and passivation of the acceptor. The acceptor can be identified as CN with an electrical activation energy of 0.94 eV and partial passivation by interstitial hydrogen. In addition, two differently oriented tri-carbon defects, CN-a-CGa-a-CN and CN-a-CGa-c-CN, are identified which probably compensate about two-thirds of the carbon which is incorporated in excess of 2 × 1018 cm−3. © 2019 The Authors. Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
GaN Dioden und selbstsperrende GaN Schalttransistoren für effiziente Leistungswandler (GaN Powerswitch) : Verbundprojekt Leistungswandler in GaN-Technologie zur Erschließung ungenutzter Energiepotentiale (PowerGaNPlus) ; im BMBF Verbundvorhaben Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung (LES) ; Laufzeit des Vorhabens: 1.06.2010 bis 31.05.2013
Es wurden GaN-basierte laterale Dioden mit geringer Einsatzspannung und intrinsisch selbstsperrende Transistoren für den Einsatz in Schaltkonvertern realisiert. Transisorergebnisse: - Basierend auf dem p-GaN-Gate Modul wurden selbstsperrende 100 m / 600 V Transistoren mit 1 V Einsatzspannung realisiert. - Durch den Einsatz eines eisendotierten GaN-Puffers konnte die Erhöhung des dynamischen Einschaltwiderstands für das 250 V Schalten auf den Faktor 2.6 reduziert werden. - Die Schaltverluste sind kleiner als für Si-basierte Superjunction MOSFETs. Diodenergebnisse: - Durch die Entwicklung des zurückgesetzten Anodenkontaktes konnten 300 m / 600 V Dioden mit 0.5 V Einsatzspannung realisiert werden. - Die Schaltverluste sind so klein wie bei SiC-basierten HV-Schottkydioden. - Die Dioden wurden erfolgreich im Boost-Konverter (Systemdemonstrator) der Uni Erlangen eingesetzt.