Studio e modellistica di transistori GaN con materiali di barriera innovativi per applicazioni ad alta tensione

Studio e modelellistica dei dispositivi HEMT con canale in GaN e materiali di barriera innovativi, quale l’AlScN, con l'obiettivo di fittare le curve di uscita e di trasferimento di un dipositivo realmente creato. La trattazione, partita dalla creazione del dispositivo, è passata per lo studio e l’estrapolazione dei parametri dell’AlScN dalla letteratura e l’implementazione di questo materiale in Sentaurus TCAD. Le simulazioni effettuate hanno portato alla definizione un primo setup per le successive simulazioni di transistori HEMT basati su eterostrutture AlScN. La definizione di questo setup ha richiesto un’attenta calibrazione dei modelli fisici di trasporto, allo scopo di costruire un punto di partenza solido per le successive analisi di affidabilità. Durante l’ottimizzazione dei parametri, si sono evidenziate alcune discrepanze tra i valori tipici trovati in letteratura e quelli qui riportati. In particolare i parametri del modello Caughey-Thomas hanno mostrato dei valori che si pongono al limite dei range convenzionali. Tra le cause sono da annoverare la mancanza di informazioni sugli stati trappola nel dispositivo, ottenibili solo dopo lo studio del degrado, e la semplificazione attuata ai modelli utilizzati. Non essendo questo set di parametri un punto di arrivo ma un punto di partenza per gli studi successivi, è ragionevole attendersi un riadattamento di questi valori con l’avanzare della ricerca.