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作者：范继锋;王永强;张艺;李巍;雷鹏;
单位：内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海超高压供电分公司;
摘要：为了实现GaN基互补逻辑电路，基于GaN的p型半导体器件逐渐引起广泛关注。制备了基于p-GaN/GaN/Al_(0.29)Ga_(0.71)N异质结构的p型金属氧化物异质结场效应晶体管(MOSHFET),该异质结构通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长在蓝宝石基底上。在p-GaN/GaN/Al_(0.29)Ga_(0.71)N异质结构中，二维空穴气(2DHG)面密度为1.3×10~(13) cm~(-2),且在温度降至80 K时保持不变。通过干法刻蚀减小GaN沟道厚度，使p型MOSHFET呈现增强型工作模式，并获得负的阈值电压(V_(th))。室温下，基于GaN(18 nm)/Al_(0.29)Ga_(0.71)N的增强型p型MOSHFET的V_(th)为-0.79 V,导通电流|I_(ON)|为2.41 mA/mm,关断态漏电流|I_(OFF)|为2.66 pA/mm,亚阈值摆幅(SS)为116 mV/dec。这种极低的|I_(OFF)|和SS值表明材料具有较高的外延质量。此外，在200℃下，该p型MOSHFET仍保持低于10 pA/mm的|I_(OFF)|,且V_(th)偏移较小(-0.3 V),展现出优异的高温工作能力。
关键词：GaN;;金属氧化物异质结场效应晶体管(MOSHFET);;二维空穴气(2DHG);;高温;;增强型;;亚阈值摆幅(SS);;关断态漏电流;;阈值电压
基金资助：国家电网内蒙古分公司科技项目(2024-4-38)
