Qu'est-ce qui affecte le 2DEG de la plaquette HEMT AlGaN/GaN ?

Qu'est-ce qui affecte le 2DEG de la plaquette HEMT AlGaN/GaN ?

PAM-XIAMEN peut fournir une hétérostructure HEMT AlGaN/GaN, comme GaN sur une plaquette HEMT SiC, pour plus de paramètres de plaquette, veuillez lire :https://www.powerwaywafer.com/gan-wafer/gan-hemt-epitaxial-wafer.html.Sur la base du fort effet induit par la polarisation et de l'énorme décalage de bande d'énergie, l'interface de l'hétérostructure de nitrure III peut former un système de gaz d'électrons bidimensionnel à haute concentration localisé quantique (2DEG), devenant le système de matériau semi-conducteur qui peut fournir la plus forte concentration de 2DEG à ce jour. La mobilité électronique 2DEG est un paramètre important des hétérostructures AlGaN/GaN, et son amplitude affecte directement les caractéristiques de fréquence et de puissance des HEMT AlGaN/GaN. Le 2DEG dépend fortement de la composition en Al dans l'hétérojonction, de l'épaisseur de la barrière de potentiel et de l'épaisseur de la couche de canal GaN.

1. Facteurs d'influence de la concentration de 2DEG dans l'épitaxie GaN HEMT

Les principaux facteurs qui affecteront la concentration de 2DEG sont les suivants :

Composition en Al : principal facteur déterminant la concentration de 2DEG ; La densité 2DEG augmente avec la composition en Al illustrée à la Fig. 1 :

Fig. 1 Relation entre la densité 2DEG et la composition en Al dans les alliages AlxGa1-xN

Fig. 1 Relation entre la densité 2DEG et la composition en Al dans AlxGéorgie1 foisN Alliages

Épaisseur de la couche barrière AlGaN : un facteur important affectant le 2DEG, voir Fig. 2 :

Fig. 2 Relation entre l'épaisseur de la couche barrière 2DEG et AlGaN dans la structure AlGaN-GaN

Fig. 2 Relation entre l'épaisseur de la couche barrière 2DEG et AlGaN dans la structure AlGaN/GaN

 

Dopage de la couche barrière : peut augmenter la concentration de 2DEG ; la relation entre la concentration maximale de 2DEG et la concentration de dopage dans GaN lorsque différentes couches barrières sont dopées, illustrée à la Fig. 3 :

Fig. 3 Concentration des changements 2DEG avec dopage Concentration de la couche barrière

Fig. 3 Concentration des changements 2DEG avec dopage Concentration de la couche barrière

2. Facteurs influençant la mobilité des porteurs 2DEG dans la plaquette GaN HEMT

La composition en Al et l'épaisseur de la barrière d'AlGaN/GaN influenceront la mobilité de l'hétérostructure GaN HEMT, illustrée aux Fig.4 et Fig.5.

Fig. 4 La teneur en Al affecte la mobilité des plaquettes HEMT AlGaN-GaN

Fig. 4 La teneur en Al affecte la mobilité des plaquettes HEMT AlGaN/GaN

Fig. 5 Variation de la mobilité des porteurs avec l'épaisseur de la couche barrière dans la structure HEMT AlGaN-GaN

Fig. 5 Variation de la mobilité des porteurs avec l'épaisseur de la couche barrière dans la structure HEMT AlGaN/GaN

De plus, les mécanismes de diffusion qui affecteront la mobilité des porteurs dans les hétérostructures AlGaN/GaN comprennent principalement :

diffusion aléatoire d'alliage ;

diffusion des impuretés ionisées ;

diffusion de la rugosité de l'interface ;

Diffusion acoustique des phonons ;

Et diffusion de phonons optiques polarisés.

La mobilité électronique de la structure HEMT AlGaN/(AlN)/GaN change avec la température à différents mécanismes de diffusion, détails s'il vous plaît voir Fig. 6 :

Fig. 6 Divers mécanismes de diffusion et relations mobilité-température dans les hétérostructures AlGaN-(AlN)-GaN

Fig. 6 Divers mécanismes de diffusion et relations mobilité-température dans les hétérostructures AlGaN/(AlN)/GaN

Le produit de la concentration 2DEG et de la mobilité détermine les performances du dispositif, donc afin d'améliorer les performances des HEMT AlGaN/GaN, le produit de la densité surfacique 2DEG et de la mobilité doit être augmenté. Cependant, il est inévitable que l'augmentation de la concentration en 2DEG entraîne souvent une diminution de la mobilité des porteurs. Par conséquent, il doit équilibrer la relation entre la concentration en 2DEG et la mobilité des porteurs.

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