【摘 要】
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研制出蓝宝石衬底的15nm势垒层的F注入增强犁AlGaN/GaNHEMT。薄势垒耗尽型器件阈值电压为-1.7V,而常规的22nm器件阈值电压为-3.5V,因此薄势垒器件更易于实现增强型。栅长0.5μm,源漏间距4μm,器件在150W 100s的F等离子体处理的条件下,阈值达到1.3V。退火可以有效恢复等离子体处理诱导的损伤提高二维电子气的迁移率。器件在N2气氛中300℃2min退火后饱和电流达到3
【机 构】
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西安电子科技大学技术物理学院,西安 710071 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件
【出 处】
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第十六届全国化合物半导体材料、微波器件和光电器件学术会议
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研制出蓝宝石衬底的15nm势垒层的F注入增强犁AlGaN/GaNHEMT。薄势垒耗尽型器件阈值电压为-1.7V,而常规的22nm器件阈值电压为-3.5V,因此薄势垒器件更易于实现增强型。栅长0.5μm,源漏间距4μm,器件在150W 100s的F等离子体处理的条件下,阈值达到1.3V。退火可以有效恢复等离子体处理诱导的损伤提高二维电子气的迁移率。器件在N2气氛中300℃2min退火后饱和电流达到300mA/mm,最大跨导177 mS/mm。C—V测试表明等离子体处理可以减少器件栅下势垒层的厚度,降低二维电子气浓度,增加栅控,从而提高器件阈值电压。
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我们采用电子束光刻和干法刻蚀的手段实现了纳米沟道阵列AlGaN/GaN HEMTs。普通结构器件的阈值电压在-3.65V,而沟道宽度缩小至66nm的纳米沟道阵列器件的阚值电压偏移到-1.35V,偏移量达到2.3V。通过系统性的实验研究,我们还进一步证实在纳米尺度下(～几百纳米以内)阈值电压与沟道宽度呈现明显的相关性。这意味着,可以通过调整纳米沟道阵列中沟道的宽度在同一外延片上同时制造出具有不同阈值
本文主要对比研究了常规AlGaN/GaN MOS-HEMT器件与凹栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件,其界面态密度对器件性能的影响。通过进行槽栅刻蚀,制备出了1.02nm深的凹栅AlGaN/GaNMOS-HEMT器件,使界面态密度从1.25×1012cm12cV-1减少到5.47×1011cm-2eV-1,而器件阈值电压从-5.15V增加到-5.02V,跨导峰值从160mS/mm增加到17
采用短时间关态应力,对AlGaN/GaN HEMT器件的Kink效应进行研究。短时间应力未导致器件发生明显的退化,因此它可以作为Kink效应的电学表征手段。我们发现,关态应力(Vds20v&Vgs=20v&Vs=OV)后,pre-kink区的电流减小了28％,Gd.peak增大一倍,Kink效应明显增强。应力前后的研究表明,碰撞电离不是导致Kink效应的主要原因:短时间关态应力后Kink效应增强的
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