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plasma清洗设备氧等离子体对AlGaN/GaN HEMT表面处理的影响

  • 分类:技术支持
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
  • 来源:
  • 发布时间:2021-04-06
  • 访问量:

【概要描述】        宽禁带半导体材料氮化稼(GaN),以其良好的物理化学特性、电学特性成为目前研究多的半导体材料,它是继一代半导体材料硅(Si)和第二代半导体材料砷化嫁(GaAs)、磷化嫁(GaP)、磷化铜(InP)等之后迅速发展起来的第三代半导体材料。         与目前大多数的半导体材料相比,GaN半导体材料具有一系列优异的物理和化学性质,有禁带宽度大,电子饱和漂移速度大,热导率高,热稳定性好等特点,已成为当前高科技领域的研究重点。         虽然AlGaN/GaN HEMT的器件性能一直在不断提高,但是要真正实现实用化,应用于集成电路中,仍有许多需要解决的问题,如何更好更简单的调节器件闽值电压、提高器件的导通电流就是其中之一。         plasma清洗设备等离子体处理是一种简单方便的降低器件阙值电压、提高器件导通电流的栅表面处理方法。通过氧等离子体对HEMT器件AIGaN表面进行氧化处理,提高了器件肖特基势垒,降低了器件阅值电压。同时氧等离子体处理的表面不会引入新的绝缘膜而影响器件特性。         HEMT的基本结构就是一个调制掺杂异质结,AlGaN/GaN HEMT器件的A1GaN和GaN界面处会形成一个2DEG的表面通道,此2DEG受控于栅极电压。         零偏时,GaN的导带边缘低于费米能级,表明存在大密度2DEG:在栅极加负电压时,GaN的导带边缘会逐渐上升,2DEG的密度减少,当负电压达到一定值后,GaN的导带边缘会高于费米能级,这就意味着2DEG被耗尽,HEMT的沟道中电流几乎为零,将这一电压称为阅值电压。         AlGaN表面未进行plasma清洗设备氧等离子体处理的样品A和经过氧等离子体处理的样品B,对比可知,未进行氧等离子体处理的样品A在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流约为0.0687A/mm=68.7mA/mm,经过氧等离子体处理后的样品B在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流上升为0.0747A/mm=74.7mA/mm。这结果表明经过氧等离子体处理后的器件表面并未受到损伤,而是提高了器件的饱和电流。         等离子体处理后的样品,均比氧等离子处理前有所提高。这表明氧等离子体处理后提高了器件的大跨导,提高了器件性能。经过氧等离子体处理后,HEMT器件阈值电压发生了负移,由于阂值电压的减小,提高了器件的饱和区电流、跨导,实验与理论值相符。         经plasma清洗设备氧等离子体处理后的样品的a降低了,Va 减小。从而提高了器件的饱和导通电流,提高了器件的电学特性。对HEMT中AlGaN表面进行适当条件的氧等离子体处理,可以有效降低器件阆值电压,提高器件饱和区电流,也提高了器件大跨导,可有效地应用于高性能GaNHEMT器件的制备应用中。

plasma清洗设备氧等离子体对AlGaN/GaN HEMT表面处理的影响

【概要描述】        宽禁带半导体材料氮化稼(GaN),以其良好的物理化学特性、电学特性成为目前研究多的半导体材料,它是继一代半导体材料硅(Si)和第二代半导体材料砷化嫁(GaAs)、磷化嫁(GaP)、磷化铜(InP)等之后迅速发展起来的第三代半导体材料。


        与目前大多数的半导体材料相比,GaN半导体材料具有一系列优异的物理和化学性质,有禁带宽度大,电子饱和漂移速度大,热导率高,热稳定性好等特点,已成为当前高科技领域的研究重点。
        虽然AlGaN/GaN HEMT的器件性能一直在不断提高,但是要真正实现实用化,应用于集成电路中,仍有许多需要解决的问题,如何更好更简单的调节器件闽值电压、提高器件的导通电流就是其中之一。
        plasma清洗设备等离子体处理是一种简单方便的降低器件阙值电压、提高器件导通电流的栅表面处理方法。通过氧等离子体对HEMT器件AIGaN表面进行氧化处理,提高了器件肖特基势垒,降低了器件阅值电压。同时氧等离子体处理的表面不会引入新的绝缘膜而影响器件特性。
        HEMT的基本结构就是一个调制掺杂异质结,AlGaN/GaN HEMT器件的A1GaN和GaN界面处会形成一个2DEG的表面通道,此2DEG受控于栅极电压。
        零偏时,GaN的导带边缘低于费米能级,表明存在大密度2DEG:在栅极加负电压时,GaN的导带边缘会逐渐上升,2DEG的密度减少,当负电压达到一定值后,GaN的导带边缘会高于费米能级,这就意味着2DEG被耗尽,HEMT的沟道中电流几乎为零,将这一电压称为阅值电压。
        AlGaN表面未进行plasma清洗设备氧等离子体处理的样品A和经过氧等离子体处理的样品B,对比可知,未进行氧等离子体处理的样品A在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流约为0.0687A/mm=68.7mA/mm,经过氧等离子体处理后的样品B在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流上升为0.0747A/mm=74.7mA/mm。这结果表明经过氧等离子体处理后的器件表面并未受到损伤,而是提高了器件的饱和电流。
        等离子体处理后的样品,均比氧等离子处理前有所提高。这表明氧等离子体处理后提高了器件的大跨导,提高了器件性能。经过氧等离子体处理后,HEMT器件阈值电压发生了负移,由于阂值电压的减小,提高了器件的饱和区电流、跨导,实验与理论值相符。
        经plasma清洗设备氧等离子体处理后的样品的a降低了,Va 减小。从而提高了器件的饱和导通电流,提高了器件的电学特性。对HEMT中AlGaN表面进行适当条件的氧等离子体处理,可以有效降低器件阆值电压,提高器件饱和区电流,也提高了器件大跨导,可有效地应用于高性能GaNHEMT器件的制备应用中。

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  • 发布时间:2021-04-06 10:56
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plasma清洗设备氧等离子体对AlGaN/GaN HEMT表面处理的影响:
        宽禁带半导体材料氮化稼(GaN),以其良好的物理化学特性、电学特性成为目前研究多的半导体材料,它是继一代半导体材料硅(Si)和第二代半导体材料砷化嫁(GaAs)、磷化嫁(GaP)、磷化铜(InP)等之后迅速发展起来的第三代半导体材料。

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        与目前大多数的半导体材料相比,GaN半导体材料具有一系列优异的物理和化学性质,有禁带宽度大,电子饱和漂移速度大,热导率高,热稳定性好等特点,已成为当前高科技领域的研究重点。
        虽然AlGaN/GaN HEMT的器件性能一直在不断提高,但是要真正实现实用化,应用于集成电路中,仍有许多需要解决的问题,如何更好更简单的调节器件闽值电压、提高器件的导通电流就是其中之一。
        plasma清洗设备等离子体处理是一种简单方便的降低器件阙值电压、提高器件导通电流的栅表面处理方法。通过氧等离子体对HEMT器件AIGaN表面进行氧化处理,提高了器件肖特基势垒,降低了器件阅值电压。同时氧等离子体处理的表面不会引入新的绝缘膜而影响器件特性。
        HEMT的基本结构就是一个调制掺杂异质结,AlGaN/GaN HEMT器件的A1GaN和GaN界面处会形成一个2DEG的表面通道,此2DEG受控于栅极电压。
        零偏时,GaN的导带边缘低于费米能级,表明存在大密度2DEG:在栅极加负电压时,GaN的导带边缘会逐渐上升,2DEG的密度减少,当负电压达到一定值后,GaN的导带边缘会高于费米能级,这就意味着2DEG被耗尽,HEMT的沟道中电流几乎为零,将这一电压称为阅值电压。
        AlGaN表面未进行plasma清洗设备氧等离子体处理的样品A和经过氧等离子体处理的样品B,对比可知,未进行氧等离子体处理的样品A在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流约为0.0687A/mm=68.7mA/mm,经过氧等离子体处理后的样品B在Vgs=2V, Vds=10V时的饱和电流上升为0.0747A/mm=74.7mA/mm。这结果表明经过氧等离子体处理后的器件表面并未受到损伤,而是提高了器件的饱和电流。
        等离子体处理后的样品,均比氧等离子处理前有所提高。这表明氧等离子体处理后提高了器件的大跨导,提高了器件性能。经过氧等离子体处理后,HEMT器件阈值电压发生了负移,由于阂值电压的减小,提高了器件的饱和区电流、跨导,实验与理论值相符。
        经plasma清洗设备氧等离子体处理后的样品的a降低了,Va 减小。从而提高了器件的饱和导通电流,提高了器件的电学特性。对HEMT中AlGaN表面进行适当条件的氧等离子体处理,可以有效降低器件阆值电压,提高器件饱和区电流,也提高了器件大跨导,可有效地应用于高性能GaNHEMT器件的制备应用中。

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