西电张进成教授团队最新成果:基于p-SnO帽层栅的高阈值增强型AlGaN/GaN HEMTs

日期:2021-12-22 阅读:455
核心提示:目前,p-GaN帽层技术是实现增强型GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)的主流商用技术,但Mg掺杂
目前,p-GaN帽层技术是实现增强型GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)的主流商用技术,但Mg掺杂难激活以及刻蚀损伤等因素限制了器件性能的进一步提升,因此高性能、低成本的增强型帽层技术具有重要的研究意义。
 
近日,西安电子科技大学张进成教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文,采用p型氧化亚锡(p-SnO)代替p-GaN作为栅帽层引入AlGaN/GaN HEMT,并通过Silvaco器件仿真和实验验证两方面系统研究了器件的电学性能。
 
仿真结果显示,通过简单改变p-SnO的厚度(50-200 nm)或掺杂浓度(3 × 1017-3 × 1018 cm?3),可以实现器件阈值电压在0-10 V范围内连续可调,同时器件的漏极电流密度超过120 mA mm?1,栅击穿和器件击穿电压分别达到7.5和2470 V。
在此基础上,制备了基于磁控溅射p-SnO帽层的AlGaN/GaN HEMT,未经优化的器件测得了1 V的阈值电压、4.2 V的栅击穿电压和420 V的器件击穿电压,证实了p-SnO薄膜作为增强型GaN基HEMT栅帽层的应用潜力,为进一步提升增强型AlGaN/GaN HEMT性能,同时降低成本奠定了基础。
 
文章信息
 
Dazheng Chen, Peng Yuan, Shenglei Zhao, et al. Wide-range-adjusted threshold voltages for E-mode AlGaN/GaN HEMT with a p-SnO cap gate. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1838-3
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