As evoked above, replacing AlGaN by

As evoked above, replacing AlGaN by AlInN as an alternative lattice-matched barrier can further improve the electron transport in GaN-based transistors
. Indeed, drain current values achieving 2 A/mm were recently obtained [42]. Furthermore, when downscaling the gate length, thin barriers are required in order to avoid the detrimental effects of interface and bulk defects. For this purpose, Behmenburg et al. [43] have investigated the influence of barrier thicknesses on structural and elec- trical properties of AlInN/AlN/GaN HEMTs. Experimentally, transistor heterostructures were prepared by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) on sapphire substrate with AlInN barrier thicknesses ranging from 4 to 10 nm. For the grown samples, the In content as well as the thicknesses of barrier underlayers have been determined using high resolution X-ray diffraction. While the electron mobility and the sheet concentration ns of 2DEG were deduced from Hall measurements. As has been found for unpassivated transistors, this density increases from 0.981013 to 1.781013 cm 2 with rising barrier thickness. Most interesting, it was shown that passivation with Si3N4 has a large impact on the elec- tron sheet concentration enhancement, especially for AlInN/AlN/GaN HEMTs with lower barrier thick- ness. As an attempt to explain the latter trend, the deposited passivation layer can provide positive charges at Si3N4/AlInN barrier interface much enough to eliminate surface related depletion from the 2DEG [43]. This leads to improve transconductance and drain current in the HEMT devices after passivation. Here, to validate the theoretical model, we have taken experimental data from the pulsed Ids–Vds characteristics of Si3N4-passivated AlInN/AlN/GaN with 7.4 nm thick AlInN barrier and an In composition of 0.154. The relevant results are depicted using full square symbols in Fig. 8. Assuming that there are no defects and the heterostructure host lattice is maintained at room temper- ature, the drain current has been calculated from Eqs. (19) and (20). Theoretical solutions are repre- sented by empty square symbols in Fig. 8. By comparison, it can be seen that there is a difference of about 2.9 per cent between the maxima of the two Ids–Vds plots at saturation regime. This means that a fraction of deep electron traps remains again present even after passivation, namely in bulk of AlInN barrier underlayers. Let NT be the average concentration of existing donor centers. Including NT as a fitting parameter, the sheet electron density of 2DEG can be rewritten as:

Kết quả (Việt) 1:

Như gợi lên phía trên, thay thế AlGaN bằng AlInN như là một thay thế phù hợp lưới rào cản có thể tiếp tục cải thiện vận chuyển điện tử trong GaN dựa trên bóng bán dẫn. Thật vậy, giá trị hiện tại cống đạt 2 A/mm mới đã được [42]. Hơn nữa, khi downscaling chiều dài cửa, rào cản mỏng được yêu cầu để tránh những tác động bất lợi của giao diện và số lượng lớn các khiếm khuyết. Cho mục đích này, Behmenburg et al. [43] có điều tra ảnh hưởng của độ dày rào cản về cấu trúc và elec - trical tài sản của AlN-AlInN-GaN HEMTs. Thí nghiệm, transistor heterostructures đã được chuẩn bị bởi kim loại hữu cơ hơi pha epitaxy (MOVPE) trên bề mặt sapphire với AlInN rào cản độ dày khác nhau, từ 4 đến 10 nm. Trồng mẫu, nội dung In cũng như độ dày của underlayers hàng rào đã được xác định bằng cách sử dụng độ phân giải cao, nhiễu xạ tia x. Trong khi di động điện tử và tờ ns nồng độ của 2DEG được suy ra từ các phép đo Hall. Khi đã được tìm thấy cho unpassivated bóng bán dẫn, mật độ này tăng từ 0.981013 đến 1.781013 cm 2 với tăng barrier dày. Thú vị nhất, nó đã được chỉ ra rằng thụ với Si3N4 có một tác động lớn trên elec-tron tờ nồng độ nâng cao, đặc biệt là cho AlN-AlInN-GaN HEMTs với hàng rào thấp dày-ness. Như một nỗ lực để giải thích các xu hướng thứ hai, các lớp toàn thụ có thể cung cấp tích cực phí Si3N4/AlInN hàng rào giao diện nhiều đủ để loại bỏ bề mặt liên quan đến sự suy giảm từ 2DEG [43]. Điều này dẫn đến cải thiện các transconductance và chảy hiện tại trong thiết bị HEMT sau khi thụ. Ở đây, để xác nhận các mô hình lý thuyết, chúng tôi đã lấy các dữ liệu thử nghiệm từ các đặc tính ID-Vds xung của Si3N4 passivated AlInN/AlN/GaN với 7.4 nm dày AlInN hàng rào và một thành phần In 0.154. Các kết quả có liên quan được mô tả bằng cách sử dụng biểu tượng đầy đủ vuông trong hình 8. Giả định rằng không có không có Khuyết tật và heterostructure chủ nhà lưới được duy trì ở phòng temper-ature, cống hiện tại được tính toán từ Eqs. (19) và (20). Lý thuyết giải pháp là repre-sented bởi rỗng vuông biểu tượng trong hình 8. Bằng cách so sánh, có thể thấy rằng có một sự khác biệt của khoảng 2,9 phần trăm giữa maxima lô ID-Vds hai tại chế độ bão hòa. Điều này có nghĩa là một phần nhỏ của sâu điện tử bẫy vẫn còn lại hiện tại ngay cả sau khi thụ, cụ thể là trong phần lớn của AlInN hàng rào underlayers. Hãy để NT là nồng độ trung bình của các nhà tài trợ hiện tại Trung tâm. Bao gồm cả NT như một tham số phù hợp, mật độ electron tấm 2DEG có thể được viết lại như:

Kết quả (Việt) 2:

Như gợi lên trên, thay thế AlGaN bởi AlInN như một hàng rào lưới kết hợp thay thế có thể cải thiện hơn nữa việc vận chuyển điện tử trong bán dẫn GaN trên
. Thật vậy, nước từ các giá trị hiện tại đạt được 2 A / mm gần đây đã thu được [42]. Hơn nữa, khi downscaling chiều dài cổng, hàng rào mỏng được yêu cầu để tránh những tác động có hại của các giao diện và các khuyết tật với số lượng lớn. Với mục đích này, Behmenburg et al. [43] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các rào cản độ dày trên các thuộc tính trical cơ cấu và bầu cử của HEMTs AlInN / AlN / GaN. Nghiệm, heterostructures bóng bán dẫn đã được chuẩn bị bằng kim loại epitaxy pha hơi hữu cơ (MOVPE) trên sapphire chất nền với AlInN rào cản độ dày khác nhau 4-10 nm. Đối với các mẫu phát triển, các nội dung trong cũng như độ dày của underlayers chặn đã được xác định sử dụng độ phân giải cao nhiễu xạ tia X. Trong khi di chuyển điện tử và ns nồng tờ 2DEG được suy ra từ phép đo Hall. Như đã được tìm thấy cho transistor unpassivated, mật độ này tăng từ 0.981013 để 1.781013 cm 2 với độ dày rào cản gia tăng. Thú vị nhất, người ta thấy rằng thụ động với Si3N4 có một tác động lớn về việc tăng cường nồng tấm tron bầu cử, đặc biệt là cho HEMTs AlInN / AlN / GaN với rào cản thấp hơn thick- Ness. Như một nỗ lực để giải thích các xu hướng sau, lớp thụ động lưu ký có thể cung cấp điện tích dương ở giao diện rào cản Si3N4 / AlInN nhiều đủ để loại bỏ bề mặt cạn kiệt liên quan từ 2DEG [43]. Điều này dẫn đến cải thiện transconductance và cống hiện trong các thiết bị HEMT sau khi thụ động. Ở đây, để xác nhận các mô hình lý thuyết, chúng tôi đã lấy dữ liệu thực nghiệm từ các đặc tính xung Id-VDS của Si3N4-thụ động AlInN / AlN / GaN với 7,4 nm rào AlInN dày và một Trong thành phần của 0,154. Các kết quả có liên quan được mô tả đầy đủ bằng các biểu tượng hình vuông trong hình. 8. Giả sử rằng không có các khuyết tật và dị thể chủ lưới được duy trì ở phòng temper- ature, cống hiện tại đã được tính toán từ EQS. (19) và (20). Giải pháp lý thuyết được diện sented bằng các ký hiệu vuông trống trong hình. 8. Bằng cách so sánh, có thể thấy rằng có một sự khác biệt của khoảng 2,9 phần trăm giữa các cực đại của hai lô Id-VDS ở chế độ bão hòa. Điều này có nghĩa rằng một phần của bẫy electron sâu vẫn còn lại hiện diện ngay cả sau khi thụ động, cụ thể là số lượng lớn các underlayers rào AlInN. Hãy NT có nồng độ trung bình của các trung tâm nhà tài trợ hiện có. Bao gồm NT như một tham số phù hợp, mật độ electron của tờ 2DEG có thể được viết lại như sau: