高沟道电导率、高击穿场强及低电流崩塌的AlGaN/GaN/Si δ掺杂AlGaN/GaN:C HEMTs

摘要： 本文报道了一种基于硅衬底的高沟道电导率、高击穿场强（E?。┘暗偷缌鞅浪匦缘腁lGaN/GaN/Si δ掺杂AlGaN/GaN:C HEMT器件，该器件通过采用硅掺杂AlGaN背势垒实现性能优化。硅δ掺杂AlGaN背势垒用于补偿碳掺杂半绝缘GaN缓冲层导致的沟道电导率下降。最大漏极电流从412 mA/mm提升至720 mA/mm，峰值外置跨导从103 mS/mm提高至210 mS/mm。通过在GaN沟道中插入硅δ掺杂AlGaN背势垒层，有效降低了栅极与漏极间的电场强度，从而抑制了GaN:C缓冲层中碳诱导受主陷阱对沟道电子的俘获。结合硅δ掺杂AlGaN背势垒的高电导率与GaN:C缓冲层的高电阻特性，该器件展现出优异的高击穿场强和低比导通电阻特性。实验观测显示：在10 μA/mm（7微米栅漏间距）条件下，器件承受769 V栅漏电压时对应0.53 mΩ·cm2比导通电阻，此时栅漏间电场强度达1.1 MV/cm。