【器件论文】适用于毫米波应用的具有 β-Ga₂O₃ 缓冲层工程的高性能 GaN 基 HEMT

        由印度Saveetha工程学院的研究团队在学术期刊 Journal of the Korean Physical Society 发布了一篇名为 High-performance GaN-based HEMTs with β-Ga₂O₃ buffer layer engineering for millimeter-wave applications（适用于毫米波应用的具有 β-Ga₂O₃ 缓冲层工程的高性能 GaN 基 HEMT）的文章。

摘要

        本文通过验证的 TCAD 仿真模型，对通过创新的沟道工程和缓冲层优化所能实现的器件特性进行了全面的理论分析。AlGaN/InGaN/GaN HEMT（L_G = 55 nm）展现出卓越的性能指标，包括片载载流子密度为 2.6 × 10¹³ cm⁻²、导通电阻为 0.31 Ω·mm，以及最大漏极电流密度为 3.14 A/mm。该器件实现了 0.71 S/mm 的峰值跨导，并展现出优异的击穿特性，三端关断状态击穿电压达 96.8 V。此外，其 I_ON/I_OFF 比值为 10¹³，频率性能卓越，f_T/f_max 值分别为 285/310 GHz。InAlN/InGaN/GaN 结构展现出更优的性能参数，包括更高的面载流子密度（3.9 × 10¹³ cm⁻²）、更低的导通电阻（0.25 Ω·mm）以及更高的漏极电流密度（5.22 A/mm）。该配置实现了 0.74 S/mm 的峰值跨导，同时保持 57.1 V 的击穿电压和 10¹³ 的 I_ON/I_OFF 比值。值得注意的是，其频率特性优异，f_T/f_max 值分别达到 311/364 GHz。这些结果凸显了 β-Ga₂O₃ 缓冲层工程在推动 GaN HEMT 技术应用于下一代毫米波应用中的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s40042-025-01442-2