НИТРИДНЫЕ НЕМТ ПРОТИВ АРСЕНИДНЫХ: ПОСЛЕДНЯЯ БИТВА?
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-16-22
Аннотация
Проведены расчетно−аналитические исследования предельных возможностей полевых транзисторов с двухмерным электронным газом (НЕМТ) на арсенидных и нитридных гетероструктурах. Показано, что частотный предел таких приборов уже достигнут. Ограничения на предельные частоты имеют физический характер, связанный с конструкцией приборов, а не со свойствами полупроводников.
В частности, установлено, что определяющим параметром в данном случае является произведение tBCgd
(где tB — расстояние от затвора до двухмерного электронного газа; Cgd — общая емкость между затвором и стоком), технологические возможности минимизации которого, по−видимому, уже исчерпаны. Поэтому можно считать, что наиболее быстродействующими транзисторами на сегодняшний день являются pHEMT на подложках InP, а наиболее мощными — нитридные НЕМТ на SiC. Кроме того, показано, что пробивные напряжения и удельные мощностные параметры нитридных НЕМТ при заданной рабочей частоте определяются толщиной барьерного слоя гетероструктур, улучшаясь при его уменьшении. Это требует разработки эффективных нитридных наногетероструктур с tB менее 10 нм. В этом плане вне конкуренции представляются гетероструктуры AlN/GaN благодаря высоким параметрам двухмерного электронного газа и сравнительной простоте ростового процесса.
Об авторах
Ю. В. Федоров
Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН,
Нагорный проезд, д. 7, стр. 5, Москва, 117105, Россия
Россия
Россия
главный конструктор, зам. директора
С. В. Михайлович
Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН,
Нагорный проезд, д. 7, стр. 5, Москва, 117105, Россия
Россия
Россия
младший научный сотрудник, лаб. 102.
Список литературы
1. Shinohara, K. Nano−gate transistor — world’s fastest InP−HEMT / K. Shinohara, T. Matsui // J. National Institute of Information and Communications Technol. − 2004. − V. 51, N 1/2. − P. 95—102.
2. Waldron, N. A self−fligned InGaAs HEMT architecture for logic applications / N. Waldron, D.−H. Kim, J. A. del Alamo // IEEE Transactions on Electron Devices. − 2010. − V. 57, N 1. − P. 297—304.
3. Kim, D.−H. fT = 688 GHz and fmax = 800 GHz in Lg = 40 nm In0.7Ga0.3As MHEMTs with gm_max > 2.7 mS/μm / D.−H. Kim, B. Brar,J.A.delAlamo//2011.IEEEInternationalElectronDevices Meeting. − 2011. − P. 13.6.1—13.6.4.
4. Lee, D. S. GaN high electron mobility transistors for sub− millimeter wave applications / D. S. Lee, Z. Liu, T. Palacios // Jap. J. Appl. Phys. − 2014. − V. 53, N 10. − P. 100212.
5. Huang, T. DC and RF performance of gate−last AlN/GaN MOSHEMTs on Si with regrown source/drain / T. Huang, Z. J. Liu, X. Zhu, J. Ma, X. Lu, K. M. Lau // IEEE Transactions on Electron Devices. − 2013. − V. 60, N 10. − P. 3019—3024.
6. Jessen, G. H. Short−channel effect limitations on high− frequency operation of AlGaN/GaN HEMTs for T−gate devices / G. H. Jessen, R. C. Fitch, J. K. Gillespie, G. Via, A. Crespo, D. Langley, D. J. Denninghoff, M. Trejo, E. R. Heller // IEEE Transactions on Electron Devices. − 2007. − V. 54, N 10. − P. 2589—2597.
7. Shinohara, K. Scaling of GaN HEMTs and Schottky diodes forsubmillimeter−waveMMICapplications/K.Shinohara,D. C. Regan, Y. Tang, A. L. Corrion, D. F. Brown, J. C. Wong, J. F. Robinson, H. H. Fung, A. Schmitz, T. C. Oh, S. J. Kim, P. S. Chen, R. G. Nagele, A. D. Margomenos, M. Micovic // IEEE Transactions on Electron Devices. − 2013. − V. 60, N 10. − P. 2982—2996.
8. Egard, M. High transconductance self−aligned gate−last surface channel In0.53Ga0.47As MOSFET / M. Egard, L. Ohlsson, B. M. Borg, F. Lenrick, R. Wallenberg, L.−E. Wernersson, E. Lind // 2011. IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM). − 2011. − P. 13.2.1—13.2.4.
9. Kim, T.−W. ETB−QW InAs MOSFET with scaled body for improved electrostatics / T.−W. Kim, D.−H. Kim, D.−H. Koh, R. J. W. Hill, R. T. P. Lee, M. H. Wong, T. Cunningham, J. A. del Alamo, S. K. Banerjee, S. Oktyabrsky, A. Greene, Y. Ohsawa, Y. Trickett, G. Nakamura, Q. Li, K. M. Lau, C. Hobbs, P. D. Kirsch, R. Jammy // 2012 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM). − 2012. − P. 32.3.1−32.3.4.
Рецензия
Для цитирования:
Федоров Ю.В., Михайлович С.В. НИТРИДНЫЕ НЕМТ ПРОТИВ АРСЕНИДНЫХ: ПОСЛЕДНЯЯ БИТВА? Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2015;18(1):16-22. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-16-22
For citation:
Fedorov Yu.V., Mikhaylovich S.V. Nitride HEMTs VS Arsenides: the Ultimate Battle? Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2015;18(1):16-22. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-16-22
Просмотров:
1798
Послать статью по эл. почте 