【器件论文】基于 β-Ga₂O₃ 衬底的非对称栅极梯度 AlGaN/GaN HEMT 在射频应用中的性能提升

        由印度德里大学的研究团队在学术期刊 Materials Science and Engineering: B 发布了一篇名为 Performance enhancement of asymmetric gate graded-AlGaN/GaN HEMT on β-Ga₂O₃ substrate for RF applications（基于 β-Ga₂O₃ 衬底的非对称栅极梯度AlGaN/GaN HEMT在射频应用中的性能提升）的文章。

摘要

        本研究探讨了基于 β-Ga₂O₃ 衬底的非对称栅极 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT），其栅极位置和 AlGaN 壁层中的 Al 浓度（0%–30%）存在差异。梯度设计通过降低 Al 浓度、减少散射并实现 E-mode 操作，从而提升电子迁移率。此外，该设计还能平滑跨导峰值并缓解短沟道效应。尽管 2DEG 密度略有下降，但通过 n⁺ GaN 掺杂接触得以恢复。β-Ga₂O₃ 衬底通过减少与 GaN 的晶格失配，提升了漏极电流和截止频率。已获得峰值跨导 640 mS/mm、截止频率 55 GHz 及最大振荡频率 125 GHz。研究发现，优化栅极位置（距源极 0.25 μm）可使 5 μm 沟道长度和 0.2 μm 栅极长度的器件获得增益-频率积 2352.24 GHz 和增益-带宽积 386.82 GHz。这些结果表明了所提器件在直流和射频性能方面的优越性，使其成为高频应用的理想候选器件。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mseb.2025.118514