«Излом» в AlGaN/GaN HEMT: модель плавающего буфера

Представлена модель плавающего буфера для объяснения «излома» — гистерезиса выходных характеристик легированных железом транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе AlGaN/GaN, наблюдаемого при низком напряжении на стоке. Непреднамеренно введенный фоновый углерод может придавать буферу GaN p-тип проводимости, позволяя ему находиться в электрически плавающем состоянии. Кроме того, обратносмещенная токовая утечка, обусловленная ловушками, через переход между двумерным электронным газом (2DEG) и буфером p-типа может обеспечивать механизм инжекции дырок и разряда буфера уже при напряжении, превышающем напряжение колена всего на несколько вольт, что объясняет зависимость «излома» и гистерезиса от напряжения на стоке. Показано, что HEMT с различной концентрацией фонового углерода демонстрируют резко различающееся поведение «излома», согласующееся с моделью. Наблюдаются положительные и отрицательные по величине переходные сигналы тока стока с энергией активации 0,9 эВ, соответствующие изменениям заселенности акцепторов углерода, расположенных в различных областях буфера GaN. Наблюдение таких сигналов от одной ловушки ставит под сомнение традиционные интерпретации этих переходных процессов, основанные на объемных одномерных моделях нестационарной спектроскопии глубоких уровней (DLTS) для приборов на основе GaN с плавающими областями.