運用閘極工程減緩砷化銦鋁/砷化銦鎵變晶式高電子移動率電晶體紐結效應之研製

Abstract

本專題中，我們藉由不同閘極工程以研究砷化銦鋁/砷化銦鎵變晶式高電子移動率電晶體（MHEMTs）之特性。其閘極結構包括蒸鍍金、鎳/金以及於鎳/金上成長一層氮化矽鈍化層（SiNx passivation）。

高銦含量之砷化銦鋁/砷化銦鎵變晶式高電子移動率電晶體之通道有著相當好的高頻應用以及低雜訊的特性。然而，高銦成分之砷化銦鎵通道存在著紐結效應(kink effect)、低崩潰的特性亦影響元件在功率方面的應用。因此為了改善紐結效應，我們將於閘極上蒸鍍高功函數之鎳金屬，藉由減少片電流密度來壓抑離子衝擊效應(impact ionization)。此外，我們於擁有鎳金屬之砷化銦鋁之蕭特基層上成長氮化矽覆蓋層，藉以抑制紐結效應以及減少蕭特基層上的表面缺陷。由實驗結果可知，鎳/金閘極之元件擁有最好的高頻以及低雜訊特性。此外，成長氮化矽之鎳/金閘極之元件得到最小的輸出轉導、最高增益、最好線性度、最大的崩潰進而得到最好的功率特性。因此，擁有氮化矽以及鎳/金閘極之砷化銦鋁/砷化銦鎵變晶式高電子移動率電晶體相當適合於高線性度以及高功率的應用方面。