基于p-SnO帽层栅的高阈值增强型AlGaN/GaNHEMTs（英文）

作者：陈大正^*; 袁鹏; 赵胜雷; 刘爽; 辛倩; 宋秀峰; 颜世琪; 张雅超; 习鹤; 朱卫东; 张苇杭; 张家祺; 周弘; 张春福; 张进成^*; 郝跃

来源：Science China-Materials, 2022, 65(03): 795-802.

目前, p-GaN帽层技术是实现增强型GaN基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.本文采用p型氧化亚锡(p-Sn O)代替p-Ga N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(3×1017–3×1018cm-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,我们实验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.

• 单位
  西安电子科技大学; 晶体材料国家重点实验室