Взаимосвязь между феноменом «изгиба» и кристаллическим деформированием в AlGaN/GaN HEMT при высоком напряжении

В настоящем исследовании подтверждена зависимость I–V характеристик AlGaN/GaN транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) от напряжительного стресса и температуры сразу после приложения напряжения. Высокий напряжительный стресс и высокотемпературная среда усиливали возникновение феномена «изгиба», вероятно, вследствие увеличения кристаллического деформирования. Результаты показали, что по мере увеличения напряжительного стресса в слоях GaN или AlGaN возникает кристаллическое напряжение, которое влияет на перенос носителей. Сообщалось, что при напряжении стока ниже 6 В двумерный электронный газ (2DEG) формируется нестабильно; поэтому возникает рассеяние носителей из-за искажений кристалла. Между тем 2DEG стабильно формируется при напряжениях выше 6 В, и влияние искажений считается минимальным. На основе I–V характеристик, полученных при феномене «изгиба», рассчитана точка перегиба проводимости стока. Эта точка перегиба указывает на переход от трехмерного дрейфового движения к переносу носителей в 2DEG. Влияние решеточного (кристаллического) рассеяния становится более заметным при напряжениях стока ниже 6 В в I–V характеристиках, где доминирует трехмерный перенос. Решеточное рассеяние подтвержденно относительно снижено при напряжениях стока выше 6 В в I–V характеристиках, где преобладает двумерный перенос за счет 2DEG. Сообщается, что колебания решетки из-за кристаллического деформирования при повышении температуры насыщаются выше некоторой температуры, и рассеяние электронов также ограничивается. Когда при высоком электрическом поле превышается определенная температура, точка перегиба по напряжению стока перестает изменяться, поскольку величина температурно-индуцированного кристаллического искажения насыщается и больше не влияет на 2DEG.