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表面电荷与体陷阱对GaN基HEMT器件热电子和量子效应的影响研究

郝立超 段俊丽

表面电荷与体陷阱对GaN基HEMT器件热电子和量子效应的影响研究

郝立超, 段俊丽
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  • 研究了GaN基HEMT器件表面电荷和体陷阱的变化对输出特性的影响.通过分析表面电荷与体陷阱对电流坍塌效应、饱和电流和膝点电压的影响,初步确定了其变化关系.研究结果显示表面电荷的增加能够耗尽二维电子气,减弱电流坍塌效应,降低饱和电流,使膝点电压非正常后移.同时,体陷阱的减小可以有效减弱电流坍塌效应,增大饱和电流,且膝点电压基本保持不变.晶格温度较低时,热电子效应和量子隧穿效应对电流坍塌效应影响显著.采用流体动力学模型,分析了引起电流坍塌效应的内在物理机制,并获得了器件设计和制备的优化方案.
    [1]

    [1]Gu W P, Hao Y, Zhang J C, Wang C, Feng Q, Ma X H 2009 Acta Phys. Sin. 58 511 (in Chinese) [谷文萍、郝跃、张进城、王冲、冯倩、马晓华 2009 物理学报 58 511]

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    ]Hasegawa H, Inagaki T, Ootomo S 2003 J. Vac. Sci. Technol. 21 1844

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    ]Meneghesso G, Verzellesi G, Pierobon R, Rampazzo F, Chini A, Mishra U K, Canali C, Zanoni E 2004 IEEE Trans. Electron Devices 51 1554

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    ]Gaska R, Bykhovski A D, Shur M S 1998 Appl. Phys. Lett. 73 3577

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    ]Li Z F, Lu W, Shen S C, Holland S, Hu C M, Heitmann D, Shen B, Zhang Y D 2002 Appl. Phys. Lett. 80 431

    [24]

    ]Faraclas E W, Anwar A F M 2006 Solid-State Electron. 50 1051

    [25]

    ]Wells A M, Uren M J, Balmer R S, Hilton K P, Martin T, Missous M 2005 Solid-State Electron. 49 279

    [26]

    ]Wei W, Lin R B, Feng Q, Hao Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 0467 (in Chinese) [魏巍、林若兵、冯倩、郝跃 2008 物理学报 57 0467]

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    ]Gaska R, Osinsky A, Yang J W, Shur M S 1998 IEEE Electr. Device Lett. 19 89

  • [1]

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    [28]

    ]Gaska R, Osinsky A, Yang J W, Shur M S 1998 IEEE Electr. Device Lett. 19 89

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-08-06
  • 修回日期:  2009-08-19
  • 刊出日期:  2010-02-05

表面电荷与体陷阱对GaN基HEMT器件热电子和量子效应的影响研究

  • 1. (1)上海交通大学医学院附属新华医院,上海 200240; (2)同济大学物理学院,上海 200092

摘要: 研究了GaN基HEMT器件表面电荷和体陷阱的变化对输出特性的影响.通过分析表面电荷与体陷阱对电流坍塌效应、饱和电流和膝点电压的影响,初步确定了其变化关系.研究结果显示表面电荷的增加能够耗尽二维电子气,减弱电流坍塌效应,降低饱和电流,使膝点电压非正常后移.同时,体陷阱的减小可以有效减弱电流坍塌效应,增大饱和电流,且膝点电压基本保持不变.晶格温度较低时,热电子效应和量子隧穿效应对电流坍塌效应影响显著.采用流体动力学模型,分析了引起电流坍塌效应的内在物理机制,并获得了器件设计和制备的优化方案.

English Abstract

参考文献 (28)

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