盖帽厚度对AlGaN/GaN HEMT的直流性能的影响
Zuorong Nie1, Kai Wang2, Xiaoyi Liu2
1Engineering Research Center for Optoelectronics of Guangdong Province, School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China.
Micromachines
|May 25, 2024
概括
将化 (GaN) 盖层添加到化/化 (AlGaN/GaN) 高电子流动性晶体管 (HEMT) 中,可以提高设备的性能. 一个3纳米的GaN盖可以优化离位特性和故障电压,而不会显著影响排水和电流.
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:
- 基于AlGaN/GaN异构的高电子移动性晶体管 (HEMT) 对于高功率和高频应用至关重要.
- 表面形态和接口质量显著影响HEMT性能.
- 在优化AlGaN/GaN HEMT特征方面,GaN盖层的作用需要详细研究.
研究的目的:
- 研究不同GaN盖层厚度对AlGaN/GaNHEMT材料性能和设备性能的影响.
- 为了确定最佳的GaN盖子厚度,以增强设备特性,特别是关闭状态性能和故障电压.
主要方法:
- 用不同的GaN盖厚度 (0,1,3和5 nm) 制造AlGaN/GaN HEMT.
- 材料属性的表征包括表面形态,载体度 (ns) 和载体流动性 (μH).
- 对设备性能指标的评估,例如排水和电流 (IdSat),状态外门泄漏电流 (IgLeak),状态外排水泄漏电流 (IdLeak) 和故障电压 (BV).
主要成果:
- 引入GaN盖层改善了表轴层的表面形态.
- 增加GaN盖的厚度导致载体度降低,载体流动性增加.
- 3纳米的GaN盖显著降低了状态外泄漏电流 (IgLeak和IdLeak大约2个数量级),并增加了故障电压 (BV约70V),对IdSat的影响最小.
结论:
- 在提高AlGaN/GaN HEMT的表面质量和设备性能方面,GaN盖层起着至关重要的作用.
- 3纳米的GaN盖的厚度代表了一个最佳的平衡,显著提高了离状态特征和可靠性,而不会大幅降低前置偏差性能.
- 这种优化对于开发用于苛刻应用的先进AlGaN/GaN HEMT设备至关重要.
