【器件论文】III-氮化物/β-Ga₂O₃ 纳米 HEMT 在新兴射频应用中的模拟性能特性分析

        由印度BVRIT海得拉巴女子工程学院的研究团队在学术期刊 Micro and Nanoelectronics Devices, Circuits and Systems 发布了一篇名为 Analysis of the Analog Performance Characteristics of III-Nitride/β-Ga₂O₃ Nano-HEMT for Emerging RF Applications（III-氮化物/β-Ga₂O₃ 纳米 HEMT 在新兴射频应用中的模拟性能特性分析）的文章。

摘要

        本文提出了一种基于改进的 β-Ga₂O₃ 晶格匹配衬底材料设计的 20 nm 凹槽栅极 III-氮化物纳米 HEMT。利用 Silvaco Atlas 研究了所提出 HEMT 设计的模拟性能特征。该器件配备了 Al_0.12Ga_0.88N 背障层结构，通过提升导带不连续性来增强 GaN/AlGaN 结处的载流子浓度。背障层中 Al 浓度的降低导致晶格完全松弛。此外，该结构有效降低了衬底漏电流，改善了模拟参数，并使导带向上凸起，提升了二维电子气（2DEG）的限制。此外，场板布局修改了电场，增加了从漏极到栅极的反馈电容，抑制了空穴电流，并扩大了空穴耗尽区。通过模拟进行的调查表明，采用 AlGaN 作为背障层有助于显著降低漏电流，阈值电压正向偏移（−0.2 V），峰值跨导（622 mS/mm）得到改善，跨导生成因子为 9 V⁻¹，以及更好的固有增益（A_V）和早期电压（V_EA）。这些卓越的成果证明了所提出的纳米 HEMT 设计在模拟应用中的可行性。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/978-981-96-3758-4_20