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Characterization of Al_2O_3 /GaN/AlGaN/GaN metalinsulator-semiconductor high electron mobility transistors with different gate recess depths

引用

Chinese Physics B 2011年第2期20卷 458-464页

作者：马晓华潘才渊杨丽媛于惠游杨凌全思王昊张进成郝跃 School of Technical Physics Xidian University Key Laboratory for Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices School of MicroelectronicsXidian University

In this paper, in order to solve the interface-trap issue and enhance the transconductance induced by high-k dielectric in metal-insulator-semiconductor （MIS） high electron mobility transistors （HEMTs）, we demonstrate better performances of recessed-gate A1203 MIS-HEMTs which are fabricated by Fluorine-based Si3N4 etching and chlorine- based A1CaN etching with three etching times （15 s, 17 s and 19 s）. The gate leakage current of MIS-HEMT is about three orders of magnitude lower than that of A1GaN/CaN HEMT. Through the recessed-gate etching, the transconductanee increases effectively. When the recessed-gate depth is 1.02 nm, the best interface performance with Tit----（0.20--1.59） p^s and Dit ：（0.55-1.08）x 1012 ***- 1 can be obtained. After chlorine-based etching, the interface trap density reduces considerably without generating any new type of trap. The accumulated chlorine ions and the N vacancies in the AIGaN surface caused by the plasma etching can degrade the breakdown and the high frequency performances of devices. By comparing the characteristics of recessed-gate MIS-HEMTs with different etching times, it is found that a low power chlorine-based plasma etching for a short time （15 s in this paper） can enhance the performances of MIS-HEMTs effectively.

关键词： A1GaN/GaN gate-recessed MIS-HEMT frequency-dependent capacitance and conduc-tance drain current injection technique knee resistance

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