SiN钝化对W波段AlGaN/GaN HEMT射频性能的影响

在SiC衬底上制备了栅长为110 nm、漏源间距为2μm的W波段AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管（HEMT）,分析了SiN钝化对器件直流和射频特性的影响。研究发现：100 nm SiN钝化可显著提升器件的漏源饱和电流及峰值跨导,漏源饱和电流从1.27 A/mm增加至1.45 A/mm（Vgs=1 V）,器件峰值跨导从300 m S/mm提升至370 m S/mm,这是由于Si N钝化显著提高了AlGaN/GaN异质结材料沟道电子浓度。此外,SiN钝化可有效抑制器件电流崩塌,显著改善器件直流回扫特性。然而,由于沟道电子浓度增大,钝化后器件中短沟效应增强,器件夹断特性变差。此外,SiN钝化后W波段AlGaN/GaN HEMTs的射频特性得到显著改善,器件的电流增益截止频率从钝化前的33 GHz提升至107 GHz,最高振荡频率从钝化前的65 GHz提升至156 GHz。