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High-performance InAlGaN/GaN enhancement-mode MOS-HEMTs grown by pulsed metal organic chemical vapor deposition

Chinese Physics B 2019年第1期28卷 634-638页

作者： Ya-Chao Zhang Zhi-Zhe Wang Rui Guo Ge Liu Wei-Min Bao Jin-Cheng Zhang Yue Hao State Key Discipline Laboratory of Wide Band Gap semiconductor Technology School of Microelectronics Xidian University China Electronic Product Reliability and Environmental Testing Research Institute School of Aerospace Science and Technology Xidian University

Pulsed metal organic chemical vapor deposition was employed to grow nearly polarization matched InAlGaN/GaN heterostructures. A relatively low sheet carrier density of 1.8×10^(12)cm^(-2), together with a high electron mobility of1229.5 cm^2/V·s, was obtained for the prepared heterostructures. The surface morphology of the heterostructures was also significantly improved, i.e., with a root mean square roughness of 0.29 nm in a 2 μm×2 μm scan area. In addition to the improved properties, the enhancement-mode metal–oxide–semiconductor high electron mobility transistors(MOSHEMTs) processed on the heterostructures not only exhibited a high threshold voltage(VTH) of 3.1 V, but also demonstrated a significantly enhanced drain output current density of 669 m A/mm. These values probably represent the largest values obtained from the InAlGaN based enhancement-mode devices to the best of our knowledge. This study strongly indicates that the InAlGaN/GaN heterostructures grown by pulsed metal organic chemical vapor deposition could be promising for the applications of novel nitride-based electronic devices.

关键词： InAlGaN enhancement-mode metal–oxide–semiconductor high electron mobility transistor threshold voltage

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