氮极性GaN/In0.17Al0.83N高电子迁移率晶体管材料机理与器件特性分析

• 作者: 王现彬 高彦彦 周淑芬
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氮极性 GaN/InAlN异质结 自洽求解 二维电子气 准二维模型
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 151-158
• 页数: 8页
• 分类号: TN386
• 语种: 中文
• DOI: 10.13922/j.cnki.cjvst.202106008

摘要

晶格匹配的氮极性(N-polar)GaN/In0.17Al0.83N异质结以其优异的材料与电特性受到了研究者的广泛关注.通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,结合准二维模型,模拟计算了 N-polar GaN/In0.17Al0.83N高电子迁移率晶体管(HEMT)相关材料与器件特性.分析显示GaN沟道层、In0.17Al0.83N背势垒层和A1N插入层厚度增大都可以提升二维电子气(2DEG)面密度和限阈性,且其影响度依次增大.GaN沟道层厚度高于10 nm或In0.17Al0.83N背势垒层厚度高于25 nm后2DEG面密度有饱和趋势,而AlN插入层的引入使2DEG面密度增幅更大,同时也提升了 In0.17Al0.83N背势垒层材料质量和异质结内2DEG迁移率及限阈性.准二维模型计算表明N-polar GaN/AlN/In0.17Al0.83N HEMT器件最大漏电流和峰值跨导分别为160 mA·mm-1和84.5mS·mm-1.