氮化镓的一些常识
氮化镓的好处是什么？
允许制造99%效率，kW级别的功率转换器，因为效率很高，所以切换时的发热也相应很小，于是氮化镓制造的功率切换器的切换频率可以超过MHz，通过合适的设计、集成以及hybrid GaN/CMOS制造，频率甚至可以达到40-75MHz。就像那个视频里写到的，高频运行可以使得inductor和capacitor的尺寸和重量降低，从而产生一个更紧凑的转换器设-
GaN基器件最首要的优势就是由于禁带宽度达到了3.4eV，可以在非常高的温度条件下使用，对于HEMT可以稳定工作在400~500℃的环境下，而硅基MOSFET通常的最高运行温度只能是125~150℃。其实这个主要还是从热激发的角度来考虑的。如果禁带宽度比较窄，温度稍有上升，就会使得大量电子跃迁到导带，导致半导体的导电性增强，在某些应用中可能导致器件性能的退化。
而硅的禁带宽度只有1.12eV，GaN的击穿电压是3.3 MV/cm，Si的击穿电压只有0.3 MV/cm，比硅高11倍，哦这个可以换一个说法来理解，就是说在承受相同电压的条件下，GaN可以做到比硅薄11倍，因此电阻也大幅减小了，在功率切换的时候造成的阻态损失也小了许多。这个可以很好地帮助理解啊，击穿场强高的好处或许不是可以做出应用电压场合更高的器件，而是在同等电压的应用场合，GaN可以做得更薄更小。
哪两个系数可以用来衡量一个材料的高速特性和高功率特性？
JFOM，最大电压和最大切换频率的成绩，这个数表明，具有更高击穿场强的device，通常会慢一点。
巴利加优值衡量了导通电阻。对于低频的应用，导通电阻占了大头。
同时其实击穿场强和禁带宽度其实并不是独立的，击穿场强和禁带宽度有着幂律的依赖关系。
另一板斧，高电子饱和速度和高迁移率，进一步降低了器件电阻。
氮化镓的应用场景是什么？
以电压来分类的话，低压场景，漏极电压小于200V，用作dc-dc功率转换器，马达驱动，无线功率传输，LiDAR和脉冲功率应用，功放等。
这种情况下，开态电阻可以小于2mΩ，或者达到100-200mΩ
高压场景，漏极电压达到650V，工业级转换器，广电，发光，等等。
超高压场景，超过1000V，数据通信，工业应用。
为什么要异质外延？
其实晶格不匹配只是其中的一个问题一是面向热膨胀系数的不匹配，SI是2.6e-6k-1，GaN是5.59e-6k-6，这可能会导致异质外延后冷却阶段GaN层破裂；而是晶格不匹配，大约11%的不匹配，这种不匹配可能会导致什么问题呢？可能会导致位错沿着GaN外延层的传播，并导致缺陷的产生。一定要仔细地放置这种缺陷传播到2DEG区域。
从这个图其实可以清晰地看到AlN/AlGaN阶梯式成核层是怎么阻止缺陷传播的。可以看到经过AlN/AlGaN这三层多读曾以后，晶格不匹配导致的缺陷和位错已经大幅降低了。
横向器件与纵向器件的区别？
横向器件结构的限制是什么呢？尤其是当面向超高击穿电压和超高功率的需求的时候
首先，对于横向的晶体管，击穿电压取决于栅极和漏极间的距离。因此，如果晶体管想要承受更高的电压，那么它的电阻就不得不增加，同时半导体面积也相应变大了，这会导致更高的制造成本。
第二，2DEG的密度会显著受到表面电荷的影响，因此，最终器件的表现会显著依赖于工艺和BEOL。
纵向器件结构的优势是什么呢？
Si和SiC已经有很多纵向器件了，在纵向器件里，电流是从Bulk流过来的，哦那看来肖特基二极管和垂直MOSFET还是很不一样的， 虽然电流都是垂直流动的，但是垂直MOSFET是沿着沟道诱导的反型层流动的，而肖特基二极管看起来是沿着整个平面去跑的。
纵向器件的击穿电压取决于轻掺杂漂移区的厚度，而不是器件整体的面积啦。
氮化镓晶体管的开态电阻（二维电子气的密度，哦，看来电阻取决于两个内容，电子数密度越多，电子弛豫时间越长，则电阻率就越低）显著依赖于GaN的本征极化电荷， \[ E = \rho j=\rho nev =\rho Ee\tau ne/m \] 包括自发极化和压电极化，但这里要注意到的是这些电荷并不是发生运动的本身，而是这些点电荷诱导形成的电场才是间接地决定了2DEG的密度。也和表面态俘获的电荷有关，比如钝化层或者钝化层和AlGaN势垒层之前形成的界面，或者buffer中的态。因此，这是非常有必要搞清楚并操纵陷阱效应，因为他们可能会限制GaN晶体管的动态表型，引起开态电阻不可逆的增加。外延层中的陷阱或者栅极中的陷阱可能会导致正/负偏置的阈值不稳定（PBTI，NBTI）