Исследование AlGaN/AlN/GaN HEMT с дорощенными омическими контактами / Павлов В.Ю., Павлов А.Ю., Слаповский Д.Н., Майтама М.В.

Abstract

Рабочие частот приборов на нитридных гетероструктурах, определяются дрейфовой скоростью электронов и длиной затвора HEMT, поэтому предъявляются жесткие требования к технологии роста гетероструктур на основе GaN и к технологии постростового изготовления транзистора. Рост частот современного HEMT обеспеичвается уменьшением длины затвора и уменьшением расстояния сток-исток [1]. Несплавные омические контакты за счет отсутствия высокотемпературной обработки после нанесения состава металлизации контакта, позволяют сохранить гладкий рельеф и ровную границу омических контактов HEMT. Это позволяет формировать метки для электронно-лучевой литографии в одном слое с металлизацией контактов, что обеспечивает лучшее вписывание между омическими контактами транзистора, расстояние между которыми может составлять от сотен нанометров до несколько микрон. При этом удельное контактное сопротивления несплавных омических контактов в несколько раз меньше удельного контактного сопротивления сплавных омических, что является дополнительным плюсом их внедрения [2]. Несплавные омические контакты были изготовлены по технологии повторного эпитаксиального доращивания сильнолегированного GaN в месте омического контакта. Схематически структура AlGaN/AlN/GaN HEMT с несплавнами омическими контактами. При изготовлении AlGaN/AlN/GaN HEMT использовалась структура без защитного слоя, с толщиной составаного барьерного слоя AlGaN 13 нм и AlN 0,7 нм. Более подробно технология формирования несплавных омических контактов описана в работах [3 и 4]. Контакт металл-полупроводник формировался после роста сильнолегированного GaN за счет нанесения в вакууме резистивным методом системы металлизации Gr/Pd/Au, которая требуют сплавления, обеспечивающая термическую стабильность контактов до 400 ºС [3]. После нанесения омических контактов формировался Т-образный затвор Шоттки Ni/Au с длиной затвора 0,18 мкм. Удельное контактное сопротивление омических контактов составило 0,16 Ом·мм. Открытая активная поверхность после изготовления затвора Шоттки пассивировалась токим диэлектриком Al2O3 (20 нм). После изготовления AlGaN/AlN/GaN HEMT с несплавнами омическими контактами были измерены их статические и динамические характеристики. Максимальный ток стока (Is) при 0 В на затворе составил 1.4 А/мм, максимальная крутизна (Gm) 360 мСм/мм, напряжение отсечки – 5 В. Граничная частота усиления по току для измеренных транзисторов 66 ГГц, граничная частота усиления по мощности 118 ГГц.