具有高开启/关断电流比的Al2O3/AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管

• 作者: 伊晓燕 刘志强 张连 张韵 李晋闽 王国宏 程哲 赵勇兵 黄宇亮
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: AlGaN/GaN 三氧化二铝 高击穿电压 金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 器件制备及器件物理
• 页码范围: 578-582
• 页数: 5页
• 分类号: TN3|TN4|TN5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20163705.0578

摘要

采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al2O3为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gateHEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2V时,Schottky-gateHEMT的栅漏电为191μA；在栅压为+20V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6nA,比同样尺寸的Schottky-gateHEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlGaN/GaNMOSHEMT的栅压摆幅达到了±20V。在栅压Vgs=0V时,MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646mA/mm,相比Schottky-gateHEMT的饱和电流密度(277mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlGaN/GaNMOSHEMT器件在栅压为+3V时的最大饱和输出电流达到680mA/mm,特征导通电阻为1.47mΩ·cm2。Schottky-gateHEMT的开启与关断电流比仅为105,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了109,超出了SchottkygateHEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在Vgs=-14V时,栅漏间距为10μm的AlGaN/GaNMOS-HEMT的关断击穿电压为640V,关断泄露电流为27μA/mm。