Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/66118
Title: Simulation of the Fowler–Nordheim tunneling current through the gate dielectric of AlGaN/AlN/GaN MIS-HEMT
Other Titles: Моделирование тока туннелирования по механизму Фаулера – Нордгейма через подзатворный диэлектрик AlGaN/AlN/GaN-МДП-ТВПЭ
Authors: Volcheck, V
Novikau, F
Pashkevich, V
Hvazdouski, D
Hulikava, K
Keywords: материалы конференций;Fowler–Nordheim model;gate dielectric;high electron mobility transistor
Issue Date: 2026
Publisher: БГУИР
Citation: Volcheck, V. Simulation of the Fowler–Nordheim tunneling current through the gate dielectric of AlGaN/AlN/GaN MIS-HEMT = Моделирование тока туннелирования по механизму Фаулера – Нордгейма через подзатворный диэлектрик AlGaN/AlN/GaN-МДП-ТВПЭ / V. Volcheck, F. Novikau, V. Pashkevich, D. Hvazdouski, K. Hulikava // Компьютерное проектирование в электронике = Electronic Design Automation : сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, Минск, 23 октября 2026 г. / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ; редкол.: В. Р. Стемпицкий [и др.]. – Минск, 2026. – С. 188–190.
Abstract: In metal–insulator–semiconductor high electron mobility transistors (MIS-HEMTs) based on GaN, two main conduction mechanisms contribute to the gate leakage current. At low electric fields across the gate dielectric, the dominant mechanism is Poole–Frenkel emission. At sufficiently high electric fields, the gate leakage current is primarily governed by Fowler–Nordheim tunneling. The latter process is strongly dependent on the applied electric field and the dielectric properties, which makes it a critical factor in the design of the gate stack. In this paper, we estimated the Fowler–Nordheim tunneling current through the thin SiO2 gate dielectric of an AlGaN/AlN/GaN MIS-HEMT at low to medium reverse and forward gate-source biases. It is shown that the leakage current through ultrathin 2–4-nm SiO2 layers may cause electrical breakdown of the gate dielectric, when the device is biased at less than ±20 V.
Alternative abstract: Основной вклад в ток утечки через затвор со структурой металл–диэлектрик–полупроводник транзистора с высокой подвижностью электронов (МДП-ТВПЭ) на основе нитрида галлия вносят два физических механизма. При слабых полях в подзатворном диэлектрике преобладающим механизмом является эмиссия Пула – Френкеля. При достаточно больших полях ток утечки через подзатворный диэлектрик состоит преимущественно из тока туннелирования по механизму Фаулера – Нордгейма. Последний процесс показывает сильную зависимость от величины электрического поля и свойств диэлектрического материала, что делает его критически важным при проектировании структуры затвора транзистора. В этой статье выполнена количественная оценка тока туннелирования по механизму Фаулера – Нордгейма через тонкий слой подзатворного диэлектрика SiO2 МДП-ТВПЭ со структурой AlGaN/AlN/GaN при малых и средних значениях обратного и прямого напряжения затвор исток. Показано, что ток утечки через сверхтонкие (толщиной 2–4 нм) слои SiO2 может вызывать электрический пробой подзатворного диэлектрика при напряжениях менее ±20 В.
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/66118
Appears in Collections:Компьютерное проектирование в электронике (2026)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Volcheck_Simulation.pdf241.98 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.