Увеличение порогового напряжения отпирания силовых GaN-транзисторов при использовании низкотемпературной обработки в потоке атомарного водорода
Министерство образования и науки Российской Федераци, Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы», №15.577.21.0204 от 27.10.15, уникальный идентификатор проекта RFNEFI57715X0204
Ерофеев Е.В.1, Федин И.В.2, Кутков И.В.2, Юрьев Ю.Н.3
1Научно-исследовательский институт систем электрической связи Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
2АО Научно-производственная фирма "Микран", Томск, Россия
3Физико-технический институт Национального исследовательского Томского политехнического университета, Томск, Россия
Email: erofeev@micran.ru
Поступила в редакцию: 26 апреля 2016 г.
Выставление онлайн: 20 января 2017 г.
Транзисторы с высокой подвижностью электронов на основе эпитаксиальных гетероструктур AlGaN/GaN являются перспективной элементной базой для создания устройств силовой электроники следующего поколения. Это обусловлено как высокой подвижностью носителей заряда в канале транзистора, так и высокой электрической прочностью материала, позволяющей достичь высоких напряжений пробоя. Для применения в силовых коммутационных устройствах требуются нормально-закрытые GaN-транзисторы, работающие в режиме обогащения. Для создания нормально-закрытых GaN-транзисторов чаще всего используют подзатворную область на основе GaN p-типа проводимости, легированного магнием (p-GaN). Однако оптимизация толщины эпитаксиального слоя p-GaN и уровня легирования позволяет добиться порогового напряжения отпирания GaN-транзисторов, близкого к Vth=+2 В. В настоящей работе показано, что применение низкотемпературной обработки в потоке атомарного водорода подзатворной области на основе p-GaN перед осаждением слоев затворной металлизации позволяет увеличить пороговое напряжение транзистора до Vth=+3.5 В. Наблюдаемые эффекты могут быть обусловлены формированием дипольного слоя на поверхности p-GaN, индуцированного воздействием атомарного водорода. Термическая обработка GaN-транзисторов, подвергшихся водородной обработке, в среде азота при температуре T=250oC в течение 12 ч не выявила деградации электрических параметров транзистора, что может быть обусловено формированием термически стабильного дипольного слоя на границе раздела металл/p-GaN в результате гидрогенезации. DOI: 10.21883/FTP.2017.02.44114.8298
- M. Briere. GaN-based Power Device Platform. The arrival of a new paradigm in conversion technology. www.powersystemdesign.com
- M. Germain, K. Hodson, H. Kawai, T. Kobayashi, E. Ysewijn. Power Devices, 4, 6 (2012)
- J. Wurfl, O. Hilt, E. Bahat-Treidel, R. Zhytnytska, K. Klein, P. Kotara, F. Brunner, A. Knauer, O. Kruger, M. Weyers, G. Trankle. ECS Trans., 52 (1), 979 (2013)
- T.D. Moustakas, R. Molnar. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 281, 753 (1993)
- S. Nakamura, N. Ivasa, M. Senoh, T. Mikai. Jpn. J. Appl. Phys., 31, 1258 (1992)
- J. Neugebauer, C.G. Van de Walle. Phys. Rev. Lett., 75, 4452 (1995)
- W. Gotz, N.M. Johnson, J. Walker, D.P. Bour, R.A. Street. Appl. Phys. Lett., 68, 667 (1996)
- Е.В. Ерофеев, В.А. Кагадей. Микроэлектроника, 41 (2), 1 (2012)
- G. K. Reeves, H. B. Harrison. IEEE Electron Dev. Lett., 3 (5), 111 (1982)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.