在SiC上的非缓冲区Epi-AlGaN/GaN,用于高性能耗尽模式MIS-HEMT制造
Penghao Zhang1, Luyu Wang1, Kaiyue Zhu2
1State Key Laboratory of ASIC and System, School of Microelectronics, Fudan University, Shanghai 200433, China.
Micromachines
|August 26, 2023
概括
没有缓冲层的新型AlGaN/GaN表轴结构显示了更好的晶体质量和可比的运输特性. 这种设计使高性能HEMT能够减少电子陷,这对于功率电子非常重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 设备工程 设备工程
背景情况:
- 传统的AlGaN/GaN在SiC和Si基板上的表通常依赖于厚厚的缓冲层,影响晶体质量和设备性能.
- 为高功率电子产品优化表轴生长,需要尽量减少缺陷并增强载体限制.
研究的目的:
- 为了研究一种新的AlGaN/GaN表轴结构,在没有传统的缓冲层的情况下直接在AlN核化层上生长.
- 分析这种非缓冲结构的材料特性,晶体质量和设备性能.
- 为了证明这种设计对高性能高电子移动性晶体管 (HEMT) 的潜力.
主要方法:
- 在SiC基板上AlGaN/GaN的表轴生长,使用没有厚厚的缓冲层的新设计.
- 材料的特性,包括晶体质量和表面形态分析.
- 大厅测量以评估运输属性和载体分布.
- 耗尽模式金属绝缘半导体高电子移动性晶体管 (MIS-HEMT) 的制造和测试.
主要成果:
- 与传统结构相比,非缓冲AlGaN/GaN结构表现出优越的晶体质量和表面形态.
- 在没有缓冲层的情况下,可以获得相似的传输特性,这归因于有效的二维电子气体 (2DEG) 限制.
- 高性能耗尽模式MIS-HEMT显示出低启动电阻 (5.84 Ω·mm) 和高输出电流 (1002 mA/mm).
- 观察到显著减少的电子捕获,这可以通过在高偏差下最小的和电流减少来证明.
结论:
- 新的非缓冲AlGaN/GaN表皮氧为高质量的材料生长提供了一个有前途的替代方案.
- 这种方法可以实现出色的2DEG封闭和高性能HEMT设备.
- 减少的电子捕获使得这种结构非常适合要求高功率电子应用.
