具有高击穿电压的AlN背势垒AlGaN/GaN/AlN HEMT材料

作者：王波; 高楠; 郭艳敏; 尹甲运; 张志荣; 袁凤坡; 房玉龙; 冯志红^*

来源：微纳电子技术, 2019, 56(09): 704-719.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2019.09.004

• 氮化镓(GaN)
• 铝镓氮(AlGaN)
• 金属有机化学气相沉积(MOCVD)
• 背势垒
• 高电子迁移率晶体管(HEMT)

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在4英寸(1英寸=2.54 cm)蓝宝石衬底上制备了1.2μm厚的AlN背势垒的AlGaN/GaN/AlN双异质结高电子迁移率晶体管(HEMT)材料,其AlGaN势垒层表面粗糙度(RMS)、二维电子气(2DEG)迁移率以及HEMT材料的弯曲度都较为接近于常规的高阻GaN背势垒结构的HEMT材料。由于AlN晶格常数较小,具有AlN背势垒的HEMT材料受到了更大的压应力。通过对比分析两种HEMT材料所制备的器件发现,受益于AlN背势垒层更高的禁带宽度和临界电场,由AlN背势垒HEMT材料所制备的器件三端关态击穿电压为常规高阻GaN背势垒HEMT器件的1.5倍,缓冲层漏电流则较常规高阻GaN背势垒HEMT器件低2～3个数量级。

• 单位
  专用集成电路重点实验室; 中国电子科技集团公司第十三研究所