Un estudio reciente explora cómo la optimización de los field plates y del perfil de dopaje puede mitigar los efectos de las trampas de carga en transistores HEMT basados en GaN tipo p. Estos dispositivos, prometedores para aplicaciones de potencia y alta frecuencia, sufren degradaciones de rendimiento atribuidas a la captura de electrones en estados trampa, que provocan corrientes de fuga y dispersión en las características de salida.

Los HEMT de GaN son candidatos clave para electrónica de potencia de alta eficiencia, pero la presencia de trampas en la heteroestructura limita su fiabilidad. Trabajos previos han abordado este problema mediante pasivación de superficies y diseño de estructuras de campo, pero la interacción entre el perfil de dopaje del canal y la geometría de los field plates no se había explorado de forma sistemática.

El equipo emplea simulaciones TCAD para modelar la distribución de campo eléctrico y la ocupación de trampas en función de la geometría del field plate y de la concentración de dopantes. Este enfoque permite identificar configuraciones que reducen el campo máximo en las regiones críticas, disminuyendo así la inyección de portadores en las trampas.

Los resultados muestran que una combinación adecuada de field plates y dopaje optimizado reduce significativamente la corriente de fuga y la dispersión en las características de salida, acercando el rendimiento del dispositivo al límite teórico sin trampas. Los autores señalan que estas estrategias de diseño podrían aplicarse a otras heteroestructuras basadas en nitruros.

El estudio abre la puerta a dispositivos de GaN más fiables para convertidores de potencia y amplificadores de radiofrecuencia. Futuras investigaciones podrían validar estos resultados mediante medidas experimentales en dispositivos fabricados con las geometrías propuestas.