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新型双异质结高电子迁移率晶体管的电流崩塌效应研究

余晨辉 罗向东 周文政 罗庆洲 刘培生

新型双异质结高电子迁移率晶体管的电流崩塌效应研究

余晨辉, 罗向东, 周文政, 罗庆洲, 刘培生
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  • 针对传统单结GaN基高电子迁移率晶体管器件性能受电流崩塌效应和自加热效应限制的困境, 对新型AlGaN/GaN/InGaN/GaN双异质结高电子迁移率晶体管的直流性质展开了系统研究. 采用基于热电子效应和自加热效应的流体动力模型,研究了器件在不同偏压下电流崩塌和负微分电导效应与 GaN沟道层厚度的相关.研究发现具有高势垒双异质的沟道层能更好地将电子限制在沟道中, 显著减小高电场下热电子从沟道层向GaN缓冲层的穿透能力.提高GaN沟道层厚度可以有效抑制电流崩塌 和和负微分输出电导,进而提高器件在高场作用下的性能.所得结果 为进一步优化双异质结高电子迁移率晶体管结构提供了新思路,可促进新型GaN高电子迁移率晶体管器件 在高功率、高频和高温等无线通讯领域内的广泛应用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11104150, 60906045)和江苏省自然科学基金(批准号: BK2010571)资助的课题.
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    Mishra U K, Parikh P, Wu Y F 2002 Proc. IEEE 90 1022

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    Liu J, Zhou Y, Zhu J, Lau K M, Chen K J 2006 IEEE Electr. Dev. Lett. 27 10

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    Brown D F, Shinohara K, Williams A, Milosavljevic I, Grabar R, Hashimoto P, Willadsen P J, Schmitz A, Corrion A L, Kim S, Regan D, Butler C M, Burnham S D, Micovic M 2011 IEEE T. Electron. Dev. 58 1063

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-19
  • 修回日期:  2012-08-05
  • 刊出日期:  2012-10-05

新型双异质结高电子迁移率晶体管的电流崩塌效应研究

  • 1. 南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室, 南通 226019;
  • 2. 广西大学物理科学与工程技术学院, 南宁 530004;
  • 3. 南京信息工程大学遥感学院, 南京 210044
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11104150, 60906045)和江苏省自然科学基金(批准号: BK2010571)资助的课题.

摘要: 针对传统单结GaN基高电子迁移率晶体管器件性能受电流崩塌效应和自加热效应限制的困境, 对新型AlGaN/GaN/InGaN/GaN双异质结高电子迁移率晶体管的直流性质展开了系统研究. 采用基于热电子效应和自加热效应的流体动力模型,研究了器件在不同偏压下电流崩塌和负微分电导效应与 GaN沟道层厚度的相关.研究发现具有高势垒双异质的沟道层能更好地将电子限制在沟道中, 显著减小高电场下热电子从沟道层向GaN缓冲层的穿透能力.提高GaN沟道层厚度可以有效抑制电流崩塌 和和负微分输出电导,进而提高器件在高场作用下的性能.所得结果 为进一步优化双异质结高电子迁移率晶体管结构提供了新思路,可促进新型GaN高电子迁移率晶体管器件 在高功率、高频和高温等无线通讯领域内的广泛应用.

English Abstract

参考文献 (27)

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