¿Qué afecta a 2 DEG de la oblea AlGaN/GaN HEMT?

¿Qué afecta a 2 DEG de la oblea AlGaN/GaN HEMT?

PAM-XIAMEN puede proporcionar heteroestructura AlGaN/GaN HEMT, como GaN en oblea SiC HEMT, para obtener más parámetros de oblea, lea:https://www.powerwaywafer.com/gan-wafer/gan-hemt-epitaxial-wafer.html.Basado en el fuerte efecto inducido por la polarización y el enorme cambio de banda de energía, la interfaz de la heteroestructura de nitruro III puede formar un sistema de gas de electrones bidimensional (2DEG) de alta concentración localizado cuántica fuerte, convirtiéndose en el sistema de material semiconductor que puede proporcionar la concentración más alta de 2DEG hasta ahora. La movilidad de electrones 2DEG es un parámetro importante de las heteroestructuras de AlGaN/GaN, y su magnitud afecta directamente las características de frecuencia y potencia de los HEMT de AlGaN/GaN. El 2DEG tiene una fuerte dependencia de la composición de Al en la heterounión, el espesor de la barrera de potencial y el espesor de la capa del canal de GaN.

1. Factores que influyen en la concentración de 2 DEG en la epitaxia GaN HEMT

Los principales factores que afectarán la concentración de 2DEG son los siguientes:

Al composición: el principal factor que determina la concentración de 2DEG; La densidad de 2 DEG está aumentando con la composición de Al que se muestra en la Fig. 1:

Fig. 1 Relación entre la densidad 2DEG y la composición de Al en las aleaciones AlxGa1-xN

Fig. 1 Relación entre la densidad 2DEG y la composición de Al en AlxGeorgia1-xN Aleaciones

Espesor de la capa de barrera de AlGaN: un factor importante que afecta a 2DEG, consulte la Fig. 2:

Fig. 2 Relación entre 2DEG y el espesor de la capa de barrera de AlGaN en la estructura de AlGaN-GaN

Fig. 2 Relación entre 2DEG y el espesor de la capa de barrera de AlGaN en la estructura de AlGaN/GaN

 

Dopaje de la capa de barrera: puede aumentar la concentración de 2DEG; la relación entre la concentración máxima de 2DEG y la concentración de dopaje en GaN cuando se dopan diferentes capas de barrera, como se muestra en la Fig. 3:

Fig. 3 Concentración de cambios 2DEG con concentración de dopaje de la capa de barrera

Fig. 3 Concentración de cambios 2DEG con concentración de dopaje de la capa de barrera

2. Factores que influyen en la movilidad del portador 2DEG en la oblea GaN HEMT

La composición de Al y el grosor de la barrera de AlGaN/GaN influirán en la movilidad de la heteroestructura HEMT de GaN, que se muestra en las figuras 4 y 5.

Fig. 4 El contenido de Al afecta la movilidad de las obleas HEMT de AlGaN-GaN

Fig. 4 El contenido de Al afecta la movilidad de las obleas HEMT de AlGaN/GaN

Fig. 5 Variación de la movilidad del portador con el espesor de la capa de barrera en la estructura HEMT de AlGaN-GaN

Fig. 5 Variación de la movilidad del portador con el espesor de la capa de barrera en la estructura HEMT de AlGaN/GaN

Además, los mecanismos de dispersión afectarán la movilidad de los portadores en las heteroestructuras de AlGaN/GaN e incluyen principalmente:

Dispersión aleatoria de aleación;

Dispersión de impurezas ionizadas;

Dispersión de la rugosidad de la interfaz;

Dispersión acústica de fonones;

Y dispersión de fonones ópticos polarizados.

La movilidad de los electrones de la estructura AlGaN/(AlN)/GaN HEMT cambia con la temperatura en diferentes mecanismos de dispersión, consulte los detalles en la Fig. 6:

Fig. 6 Diversos mecanismos de dispersión y relaciones entre movilidad y temperatura en heteroestructuras de AlGaN-(AlN)-GaN

Fig. 6 Diversos mecanismos de dispersión y relaciones entre movilidad y temperatura en heteroestructuras de AlGaN/(AlN)/GaN

El producto de la concentración y la movilidad de 2DEG determina el rendimiento del dispositivo, por lo que para mejorar el rendimiento de los HEMT de AlGaN/GaN, se debe aumentar el producto de la densidad de área y la movilidad de 2DEG. Sin embargo, es inevitable que el aumento de la concentración de 2DEG a menudo conduzca a una disminución de la movilidad de la portadora. Por lo tanto, necesita equilibrar la relación entre la concentración de 2DEG y la movilidad de los operadores.

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