人工晶体学报

作者：贺小敏, 唐佩正, 刘若琪, 宋欣洋, 胡继超, 苏汉

单位：西安理工大学自动化与信息工程学院,西安 710048

关键词：β-Ga2O3,AlN,HEMT,截止频率,最高振荡频率,

基金：国家自然科学青年基金(62104190,61904146);西安市科技局项目(2023JH-GXRC-0122);陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBQN-0655)

器件的频率特性影响较为复杂,本文利用Sentaurus TCAD研究了AlN势垒层厚度、栅长、栅漏间距和功函数对AlN/β-Ga2O3高电子迁移率晶体管(HEMT)频率特性的影响,得到以下结论:随着AlN势垒层厚度从10 nm增加到25 nm,截止频率(fT)和最高振荡频率(fmax)分别增加了18和17 GHz,栅电容减小是fT增加的主要原因,同时研究表明势垒层厚度减小有利于增强栅极对沟道电子的控制。栅长从0.9 μm减小到0.1 μm,fT和fmax分别增加了84和98 GHz,其对频率特性的影响远远超过了势垒层厚度;栅长小于0.1 μm时,发生短沟道效应。栅漏间距增大时,fT微弱减小,在源电阻和fT共同减小作用下,器件仅在栅源电压(VGS)大于-1.2 V时,fmax与fT的变化趋势相同。功函数几乎不会影响器件的fT和fmax,但是功函数的增加改善了器件的夹断特性。本文研究表明,在栅长缩短的同时,增加AlN势垒层厚度、栅漏间距和功函数可以在提高频率特性的同时改善器件的夹断特性,对AlN/β-Ga2O3 HEMT器件的设计有一定的指导意义。

来源：2024年第8期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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