Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 12: Poster I

HL 12.103: Poster

Montag, 8. März 2004, 16:30–19:00, Poster A

Untersuchung verschiedener Geometrien beim Gate Recess von AlGaN/GaN HEMTs — •H. Roll, A. M. Malik, G. Moutchnik, F. Scholz und H. Schweizer — 4. Physikalisches Institut, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart

Für Anwendungen bei hohen Temperaturen und für hohe Leistungen ist die Entwicklung von Transistoren, die auf dem Materialsystem GaN basieren, von besonderer Bedeutung. Die Vorteile des GaN-Systems liegen hierbei in seiner großen Bandlücke und der hohen Durchbruchfeldstärke. Hohe Sättigungsdriftgeschwindigkeiten machen dieses System auch für Hochfrequenzanwendungen interessant. Obwohl durch die Verbesserung von Schichtwachstum und Prozessierung inzwischen sehr gute Bauelementdaten erzielt werden, gibt es nahezu keine Untersuchungen zu einer Recess Technologie, die bei anderen Systemen (GaAs und InP) eine weitere Verbesserung hervorgerufen hat. Da für das AlGaN/GaN-System noch nicht bekannt ist, wie kritisch die Wahl einer geeigneten Recessgeometrie für eine bestimmte Gatelänge ist, wurden verschiedene Recesslängen und -tiefen im Detail untersucht. Zur Charakterisierung wurden sowohl Ausgangskennlinien und Steilheitsverläufe als auch Widerstandsmessungen am Bauteil herangezogen. Aus den Messungen konnte ein klarer Zusammenhang zwischen Recessweite und Steilheit, Source-Drain Widerstand sowie Drain-Source-Strom gefunden werden. Vor allem an der Widerstandsmessung ist die Problematik der Recess Technologie, bei der ein Trockenätzverfahren (ECR-RIE) eingesetzt wurde, zu erkennen. Durch die Ätzung des Recesses konnte eine drastische Erhöhung des Source-Drain Widerstandes beobachtet werden. Eng verknüpft mit der Wahl einer geeigneten Recessegeometrie und eines geeigneten Ätzverfahres ist die Optimierung der Vertikalstruktur, um die Vorteile einer Recessätzung ausnützen zu können. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die Geometrieparameter - Recessweite und -tiefe - für das AlGaN/GaN-System viel kritischer skalieren als für die Materialsysteme GaAs und InP.