InAlN/GaN/BGaN HEMT的高温直流特性研究

摘要

对比分析了晶格匹配的InAlN/GaN与InAlN/GaN/BGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同温度(300~500 K)条件下的直流特性。结果表明,随着温度的升高,传统的InAlN/GaN HEMT器件表现出了严重的短沟道效应,具体表现在器件关断困难、栅控能力变差、阈值电压漂移以及亚阈值摆幅明显变大等。同时,由于电子限域性较差,传统的InAlN/GaN HEMT器件关态漏电现象严重。引入B摩尔分数为1.5%的BGaN缓冲层有利于InAlN/GaN HEMT器件在高温条件下仍保持较好的直流性能。当温度达到500 K时,InAlN/GaN/BGaN HEMT器件的阈值电压始终保持在-3.2 V左右,亚阈值摆幅为366 mV/dec,关态漏电流为3μA/mm,关断耗散功率为45μW/mm,均明显优于传统的InAlN/GaN HEMT器件。此外,相对于传统的InAlN/GaN HEMT而言,InAlN/GaN/BGaN HEMT器件的峰值跨导与饱和漏电流略低,但随着温度的升高,两器件的差距逐渐缩小。