SCMs|基于p-SnO帽层栅的高阈值增强型AlGaN/GaN HEMTs

目前，p-GaN帽层技术是实现增强型GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)的主流商用技术，但Mg掺杂难激活以及刻蚀损伤等因素限制了器件性能的进一步提升，因此高性能、低成本的增强型帽层技术具有重要的研究意义。

近日，西安电子科技大学张进成教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，采用p型氧化亚锡(p-SnO)代替p-GaN作为栅帽层引入AlGaN/GaN HEMT，并通过Silvaco器件仿真和实验验证两方面系统研究了器件的电学性能。

仿真结果显示，通过简单改变p-SnO的厚度(50–200 nm)或掺杂浓度(3 × 10¹⁷–3 × 10¹⁸ cm⁻³)，可以实现器件阈值电压在0–10 V范围内连续可调，同时器件的漏极电流密度超过120 mA mm⁻¹，栅击穿和器件击穿电压分别达到7.5和2470 V。

图1 不同p-SnO的厚度或掺杂浓度，p-SnO作为栅帽层的器件的仿真结果。

在此基础上，制备了基于磁控溅射p-SnO帽层的AlGaN/GaN HEMT，未经优化的器件测得了1 V的阈值电压、4.2 V的栅击穿电压和420 V的器件击穿电压，证实了p-SnO薄膜作为增强型GaN基HEMT栅帽层的应用潜力，为进一步提升增强型AlGaN/GaN HEMT性能，同时降低成本奠定了基础。

文章信息

Dazheng Chen, Peng Yuan, Shenglei Zhao, et al. Wide-range-adjusted threshold voltages for E-mode AlGaN/GaN HEMT with a p-SnO cap gate. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1838-3

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