УДК 621.38-022.532
Изучение влияния дефектов в зародышевых
слоях AlGaN
на утечки в гетероструктурах для транзисторов с высокой подвижностью электронов
А. А. Андреев 1, Ю. В. Грищенко 1, И. С. Езубченко
1, М. Л. Занавескин 1,
И. О. Майборода 1, М. А. Рудик 1, Ю. В. Федоров 2
1 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
2 Федеральное
государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной
полупроводниковой электроники Российской академии наук
Статья получена 24 декабря 2014 г.
Аннотация. Исследован вопрос
улучшения морфологии рельефа зародышевых слоев нитридных гетероструктур на
подложках сапфира, выращиваемых методом аммиачной молекулярно-лучевой
эпитаксии, для транзисторов с высокой подвижностью электронов (ТВПЭ).
Установлено, что при осаждении высокотемпературных слоев AlGaN, в отличие от AlN, галлий
может выступать в качестве автосурфактанта, способствуя установлению двумерного
режима роста. Показано, что использование зародышевых слоев с улучшенной
морфологией поверхности позволяет снизить токи утечек в гетероструктурах для
ТВПЭ на несколько порядков. На основе гетероструктуры с минимальными токами
утечек изготовлены тестовые транзисторы с длиной затворов LG=0,15
мкм, демонстрирующие Ft до 71
ГГц и Fmax до 172 ГГц, что
приближается к результатам, полученным на гетероструктурах, выращенным методом
газофазной эпитаксии (MOCVD).
Ключевые слова: аммиачная
МЛЭ, транзисторы
с высокой подвижностью электронов, GaN, AlGaN, зародышевые
слои.
Abstract. The issue
of improving the morphology relief of the nucleation layers of the nitride
heterostructure on sapphire substrates grown by ammonia
MBE, for high electron mobility
transistors (HEMT), was investigated. It was found that during deposition of
high temperature layer of AlGaN unlike AlN, gallium can act as autosurfactant ,
promoting to establishment
of the two-dimensional growth
mode. It was shown that use of nucleation layer with improved morphology of the
surface can reduce leakage currents on several orders of magnitude in
heterostructure for HEMT. On the basis of heterostructure
with minimal leakage currents, the
test transistors with
a gate length LG = 0,15 µm,
showing Ft up to 71 GHz and
Fmax up
to 172 GHz, which is close to the results obtained in the heterostructures grown by chemical vapor deposition (MOCVD), were produced.
Key words: ammonia MBE, high electron mobility transistors, GaN, AlGaN, nucleation layers.