双沟道 AlN/GaN 高电子迁移率晶体管中极化介导的表面电势涨落德拜屏蔽
介观与纳米尺度物理
2017-01-04 v1
摘要
本文提出、模拟并验证了一种双沟道 AlN/GaN/AlN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）架构，该架构可抑制由表面俘获电荷引起的栅极滞后。该器件利用双二维电子气（2DEG）沟道，其中顶层 2DEG 作为等势体，屏蔽由表面俘获电荷引起的电势涨落，底层沟道则作为晶体管的调制沟道。我们采用了两种器件建模方法以指导器件设计，并阐明设计与性能指标之间的关系。建模工作包括用于静电模拟的自洽 Poisson-Schrodinger 求解，以及用于三维静电、稳态和瞬态模拟的流体力学三维器件建模。实验结果验证了该 HEMT 设计，在自支撑 GaN 衬底上的同质外延生长以及同晶圆双沟道与凹槽栅极 AlN/GaN HEMT 的制备均已得到证实。所制备的 HEMT 实现了显著的脉冲栅极性能，其栅极滞后比为 0.86，漏电流塌陷极小，同时保持了高水平的直流与射频性能。
引用
@article{arxiv.1610.03921,
title = {Polarization-mediated Debye-screening of surface potential fluctuations in dual-channel AlN/GaN high electron mobility transistors},
author = {David A. Deen and Ross Miller and Andrei Osinsky and Brian P. Downey and David F. Storm and David J. Meyer and D. Scott Katzer and Neeraj Nepal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.03921},
year = {2017}
}
备注
30 pages (pre-print), 13 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1508.07794