硅基AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中的垂直电流传输：实验研究与解析模型

摘要： 我们研究了在6英寸硅片上金属有机化学气相沉积生长的碳（C）掺杂AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）中的垂直漏电机制。通过衬底偏压极性相关的I-V特性、温度依赖性拟合以及能带图分析，发现这些器件在4微米缓冲层下击穿电压高达580V时，其垂直传输遵循泊松-弗伦克尔（P-F）型导电机制。根据P-F拟合估算出0.61eV的陷阱激活能，该数值与文献报道值高度吻合。我们提出更高位错密度会导致缓冲层中形成更浅的陷阱，并据此建立了位错介导垂直漏电的解析模型。预测了给定电场下漏电流随位错密度的变化规律，发现在约10^7至10^9 cm^-2的位错密度范围内变化最为剧烈。这可能源于该位错密度区间内陷阱激活能的急剧下降，推测是点缺陷与位错形成复合物所致。