Влияние снижения плотности протяжённых дефектов в выращенных методом MOCVD AlGaN/GaN HEMT на собственных подложках GaN

Структуры транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе AlGaN/GaN были выращены методом металлоорганической газофазной эпитаксии на подложках из SiC, GaN, полученного методом гидридно-газофазной эпитаксии (HVPE), и аммонтермического GaN для получения HEMT с вариацией плотности протяжённых дефектов более чем на пять порядков. Это позволило напрямую сравнить влияние протяжённых дефектов на характеристики приборов с целью обеспечения максимально возможной надёжности. Исходный эпитаксиальный материал исследовали методами атомно-силовой микроскопии, визуализации контраста электронного каналирования и рамановской спектроскопии. Приборы характеризовали с помощью измерений Холла, а также измерений вольт-амперных характеристик в режиме постоянного тока и в импульсном режиме. Снижение плотности пронизывающих дислокаций повышает подвижность двумерного электронного газа, но препятствует формированию омических контактов, что приводит к высокому контактному сопротивлению. Характеристики транзисторов были практически идентичными, однако для HEMT на аммонтермическом GaN наблюдалась более высокая утечка в закрытом состоянии. Импульсные вольт-амперные характеристики показали существенное уменьшение коллапса тока в HEMT на GaN, выращенном методом HVPE, вследствие снижения захвата носителей в буферном слое.