Нелокализованные эффекты захвата в гетеропереходных полевых транзисторах AlGaN/GaN, подвергнутых воздействию смещения во включённом состоянии

В гетеропереходных полевых транзисторах AlGaN/GaN эффекты захвата, индуцированные воздействием смещения во включённом состоянии (on-stress), наблюдались по всей области доступа к стоку, а не только у края затвора. Однако при приложении on-stress максимальная напряжённость электрического поля локализовалась только у края затвора со стороны стока. Принимая положение максимального электрического поля за исходную точку, эффекты захвата у края затвора и в более удалённой области доступа были обозначены как локализованные и нелокализованные эффекты захвата соответственно. С использованием структур с сенсорной планкой двумерного электронного газа (2DEG-sensing-bar) и двухзатворных структур были исследованы нелокализованные эффекты захвата; плотность ловушек составила приблизительно 1,3 × 10¹² см⁻². Также было рассмотрено влияние пассивации. Установлено, что за нелокализованные эффекты захвата ответственны как поверхностные токи утечки, так и горячие электроны, причём доминирующее влияние оказывают горячие электроны. Поскольку горячие электроны генерируются в канале 2DEG, весьма вероятно, что соответствующие ловушки расположены главным образом в буферном слое GaN. С использованием монохроматического облучения (1,24–2,81 эВ) было установлено, что уровни ловушек, ответственные за нелокализованные эффекты захвата, расположены на 0,6–1,6 эВ выше валентной зоны GaN. В качестве возможных механизмов нелокализованного эффекта захвата, связанного с горячими электронами, предложены ударная ионизация с участием ловушек и непосредственная инжекция электронов из канала. Наконец, с использованием структуры с сенсорной планкой 2DEG было непосредственно подтверждено, что блокирование электронов, инжектируемых из затвора, является важным механизмом пассивации Al₂O₃.