标准氟离子注入实现增强型GaN基功率器件

发布时间：2018-11-20 07:29

【摘要】：介绍了一种直接利用离子注入机对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件的栅下进行氟(F)离子注入的方法,成功实现了增强型HEMT器件,阈值电压从耗尽型器件的-2.6 V移动到增强型器件的+1.9 V。研究了注入剂量对器件性能的影响,研究发现随着注入剂量的不断增加,阈值电压不断地正向移动,但由于存在高能F离子的注入损伤,器件的正向栅极漏电随着注入剂量的增加而不断上升,阈值电压正向移动也趋于饱和。因此,提出采用在AlGaN/GaN异质结表面沉积栅介质充当能量吸收层,降低离子注入过程中的损伤,成功实现了阈值电压为+3.3 V,饱和电流密度约为200 mA/mm,同时具有一个较高的开关比109的增强型金属-绝缘层-半导体HEMT(MIS-HEMT)器件。
[Abstract]:A method of directly using ion implanter to implant fluorine (F) ions under the gate of AlGaN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) device is introduced. The enhanced HEMT device is successfully realized. The threshold voltage shifts from -2.6 V of depleted devices to 1.9 V of enhanced devices. The effect of the implantation dose on the device performance is studied. It is found that the threshold voltage moves forward with the increasing of the implantation dose, but because of the high energy F ion implantation damage, The forward gate leakage of the device increases with the increase of the dose, and the forward shift of threshold voltage tends to saturation. Therefore, the gate dielectric deposited on the surface of the AlGaN/GaN heterojunction as the energy absorption layer is proposed to reduce the damage during ion implantation. The threshold voltage is 3.3 V and the saturation current density is about 200 mA/mm,. It also has an enhanced metal-insulator semiconductor HEMT (MIS-HEMT) device with a high switching ratio of 109.
【作者单位】： 苏州工业园区服务外包职业学院纳米科技学院;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所;
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(11404372) 江苏省重点研究与发展计划资助项目(BE2016084)
【分类号】：TN386

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本文编号：2344252