MOCVD-Grown AlGaN/AlN/GaN HEMT Structure with High Mobility GaN Thin Layer as Channel on SiC  

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构(英文)

作　　者：王晓亮[1] 胡国新[1] 马志勇[1] 肖红领[1] 王翠梅[1] 罗卫军[1] 刘新宇[2] 陈晓娟[2] 李建平[1] 李晋闽[1] 钱鹤[2] 王占国[1] 

机构地区：[1]中国科学院半导体研究所,北京100083 [2]中国科学院微电子研究所,北京100029

出　　处：《Journal of Semiconductors》2006年第9期1521-1525,共5页半导体学报（英文版）

基　　金：中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号:KGCX2-SW-107-1);国家自然科学基金(批准号:60136020);国家重点基础研究发展规划(批准号:513270505,G20000683,2002CB311903);国家高技术研究发展计划(批准号:2002AA305304)资助项目~~

摘　　要：AlGaN/AlN/GaN high electron mobility transistor （HEMT） structures with a high-mobility GaN thin layer as a channel are grown on high resistive 6H-SiC substrates by metalorganic chemical vapor deposition. The HEMT structure exhibits a typical two-dimensional electron gas （2DEG） mobility of 1944cm^2/（V·s） at room temperature and 11588cm^2/（V ·s） at 80K with almost equal 2DEG concentrations of about 1.03 × 10^13 cm^-2. High crystal quality of the HEMT structures is confirmed by triple-crystal X-ray diffraction analysis. Atomic force microscopy measurements reveal a smooth AlGaN surface with a root-mean-square roughness of 0.27nm for a scan area of 10μm × 10μm. HEMT devices with 0.8μm gate length and 1.2mm gate width are fabricated using the structures. A maximum drain current density of 957mA/mm and an extrinsic transconductance of 267mS/mm are obtained.用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V.s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.

关 键 词：A GaN/GaN HEMT MOCVD power device SiC substrates 

分 类 号：TN304.23[电子电信—物理电子学]