1 北京工业大学信息学部 光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
研究不同界面处理对AlGaN/GaN 金属-绝缘层-半导体(MIS)结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)器件性能的影响。采用N2和NH3等离子体对器件界面预处理, 实验结果表明,N2等离子体预处理能够减小器件的电流崩塌, 通过对N2等离子体预处理的时间优化, 发现预处理时间10 min能够较好地提高器件的动态特性, 30 min时动态性能下降。进一步引入AlN作为栅介质插入层并经过高温热退火后能够有效提高器件的动态性能, 将器件的阈值回滞从411 mV减小至111 mV, 动态测试表明, 在900 V关态应力下, 器件的电流崩塌因子从42.04减小至4.76。
电流崩塌 AlN栅介质插入层 界面处理 AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管 current collapse AlN gate dielectric insertion layer interface treatment AlGaN/GaN high electron mobility transistors
1 北京工业大学微电子学院 光电技术教育部重点实验室, 北京 100124
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在Si(111)衬底上外延GaN薄膜, 对高温AlN(HT-AlN)缓冲层在小范围内低生长压力(6.7～16.6 kPa)条件下对GaN薄膜特性的影响进行了研究。研究结果表明GaN外延层的表面形貌、结构和光学性质对HT-AlN缓冲层的生长压力有很强的的依赖关系。增加HT-AlN缓冲层的生长压力, GaN薄膜的光学和形貌特性均有明显改善, 当HT-AlN缓冲层的生长压力为13.3 kPa时, 得到无裂纹的GaN薄膜, 其(002)和(102)面的X射线衍射峰值半高宽分别为735 arcsec和778 arcsec,由拉曼光谱计算得到的张应力为0.437 GPa, 原子力显微镜(AFM)观测到表面粗糙度为1.57 nm。
高温AlN缓冲层 氮化镓 金属有机化学气相沉积 X射线衍射 拉曼光谱 HT-AlN buffer GaN MOCVD X-ray diffraction Raman spectroscopy
