漏源间距对AlGaN/GaN HEMT器件特性的影响

采用相同的欧姆接触,栅长为100 nm的T型栅以及50 nm的氮化硅(Si N)表面钝化等器件工艺,制备了漏源间距分别为2和3μm的AlGaN/Ga N高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)。研究发现,当漏源间距从2μm增加至3μm后,器件的直流特性略有下降,如在Vgs为1 V下的饱和电流密度从1.4 A/mm下降至1.3 A/mm。此外,器件的射频特性也略有下降,电流增益截止频率(fT)从121 GHz降至116 GHz,最大振荡频率(fmax)从201 GHz下降至189 GHz。然而,器件的击穿特性却有显著提升,击穿电压从44 V提升至87 V。在实际器件设计制备过程中可考虑适当增加漏源间距,在保持直流和射频特性的前提下,提升器件的击穿特性。

f_T为102GHz的蓝宝石衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

研究了一款高性能的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件(HEMT),器件基于在蓝宝石衬底上外延生长的AlGaN/GaN异质结构HEMT材料,器件栅长为86 nm,源漏间距为0.8μm。电子束光刻实现T型栅和源漏,保证了器件小的栅长和高的对准精度。制备的器件显示了良好的直流特性和射频特性,在栅偏压为0 V时漏电流密度为995 mA/mm,在栅源电压Vgs为-4.5 V时,最大峰值跨导为225 mS/mm;器件的电流增益截止频率fT和最大振荡频率fmax分别为102和147 GHz。高fT值一方面得益于小栅长,另一方面由于小源漏间距减小了源漏沟道电阻。