AlGaN／GaN HEMTにおけるバッファ層に起因したラグ現象や電流コラプスに与えるフィールドプレート効果の2次元解析

摘要

Two-dimensional transient analyses of field-plate AlGaN/GaN HEMTs are performed in which a deep donor and a deep acceptor are considered in a semi-insulating buffer layer, and quasi-pulsed current-voltage curves are derived from them. It is studied how the existence of field plate affects buffer-related drain lag, gate lag and current collapse. It is shown that the drain lag is reduced by introducing a field plate, because electron injection into the buffer layer is weakened by it, and the trapping effects are reduced. It is also shown that the current collapse and gate lag are reduced in the field-plate structures. The dependence on SiN passivation layer thickness is also studied, suggesting that there is an optimum thickness of SiN layer to minimize the buffer-related current collapse and drain lag in AlGaN/GaN HEMTs.%半絶縁バッファ層中に深いドナーと深いアクセプタを考慮したフィールドプレート構造AlGaN／GaNHEMTの2次元過渡解析を行い，その結果から模擬的なパルス電流電圧特性を求めた．そして，フィールドプレートの存在がバッファ層に起因したドレインラグ，ゲートラグ及び電流コラプスにどのような影響を与えるか調べた．その結果，フィールドプレート導入により，電子がバッファ層中に注入される程度が弱まりトラッピング効果が軽減され，ドレインラグが小さくなることが示された．また，フィールドプレート構準では電流コラブスやゲートラグが軽減されることが示された．さらに，フィールドプレート下SiN厚依存性を解析した所，バッファ層に起因した電流コラプスやドレインラグを最小限にするには，SiN膜厚にある最適値が存在することが示された．