PAM-XIAMEN kann eine AlGaN/GaN-HEMT-Heterostruktur wie GaN auf einem SiC-HEMT-Wafer bereitstellen. Für weitere Waferparameter lesen Sie bitte:https://www.powerwaywafer.com/gan-wafer/gan-hemt-epitaxial-wafer.html.Basierend auf dem starken polarisationsinduzierten Effekt und der enormen Energiebandverschiebung kann die Grenzfläche der III-Nitrid-Heterostruktur ein starkes quantenlokalisiertes hochkonzentriertes zweidimensionales Elektronengassystem (2DEG) bilden, das zum Halbleitermaterialsystem wird, das dies leisten kann die bisher höchste Konzentration von 2DEG. Die 2DEG-Elektronenmobilität ist ein wichtiger Parameter von AlGaN/GaN-Heterostrukturen, und ihre Größe wirkt sich direkt auf die Frequenz- und Leistungseigenschaften von AlGaN/GaN-HEMTs aus. Das 2DEG hat eine starke Abhängigkeit von der Al-Zusammensetzung im Heteroübergang, der Dicke der Potentialbarriere und der Dicke der GaN-Kanalschicht.
1. Einflussfaktoren der 2DEG-Konzentration bei der GaN-HEMT-Epitaxie
Die Hauptfaktoren, die die 2DEG-Konzentration beeinflussen, sind wie folgt:
Al-Zusammensetzung: der Hauptfaktor, der die Konzentration von 2DEG bestimmt; Die 2DEG-Dichte nimmt mit der in Abb. 1 gezeigten Al-Zusammensetzung zu:
Abb. 1 Beziehung zwischen 2DEG-Dichte und Al-Zusammensetzung in AlxGa1-xN-Legierungen
Dicke der AlGaN-Sperrschicht: ein wichtiger Faktor, der 2DEG beeinflusst, siehe Abb. 2:
Abb. 2 Beziehung zwischen 2DEG und Dicke der AlGaN-Sperrschicht in der AlGaN/GaN-Struktur
Sperrschichtdotierung: kann die Konzentration von 2DEG erhöhen; die Beziehung zwischen der Spitzenkonzentration von 2DEG und der Dotierungskonzentration in GaN, wenn verschiedene Barriereschichten dotiert sind, wie in Abb. 3 gezeigt:
Abb. 3 Konzentration von 2DEG-Änderungen mit Dotierungskonzentration der Sperrschicht
2. Faktoren, die die 2DEG-Trägermobilität in GaN-HEMT-Wafern beeinflussen
Die Al-Zusammensetzung und Barrierendicke von AlGaN/GaN beeinflussen die Mobilität der GaN-HEMT-Heterostruktur, wie in Abb. 4 und Abb. 5 gezeigt.
Abb. 4 Der Al-Gehalt beeinflusst die AlGaN/GaN-HEMT-Wafermobilität
Abb. 5 Variation der Trägermobilität mit der Barriereschichtdicke in der AlGaN/GaN-HEMT-Struktur
Darüber hinaus beeinflussen die Streumechanismen die Ladungsträgermobilität in AlGaN/GaN-Heterostrukturen hauptsächlich:
Zufällige Streuung der Legierung;
Streuung ionisierter Verunreinigungen;
Streuung der Grenzflächenrauhigkeit;
Akustische Phononenstreuung;
Und polarisierte optische Phononenstreuung.
Die Elektronenmobilität der AlGaN/(AlN)/GaN-HEMT-Struktur ändert sich mit der Temperatur bei verschiedenen Streumechanismen, Details siehe Abb. 6:
Abb. 6 Verschiedene Streumechanismen und Mobilitäts-Temperatur-Beziehungen in AlGaN/(AlN)/GaN-Heterostrukturen
Das Produkt aus 2DEG-Konzentration und -Mobilität bestimmt die Leistung der Vorrichtung, sodass zur Verbesserung der Leistung von AlGaN/GaN-HEMTs das Produkt aus 2DEG-Flächendichte und -Mobilität erhöht werden muss. Es ist jedoch unvermeidlich, dass eine Erhöhung der 2DEG-Konzentration häufig zu einer Abnahme der Ladungsträgermobilität führt. Daher muss die Beziehung zwischen 2DEG-Konzentration und Ladungsträgermobilität ausgeglichen werden.
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