Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie elektrod grafenowych w przełącznikach na pasmo fal milimetrowych wykonanych w strukturach AlGaN/GaN

Sobolewski Jakub

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2023

|

nr 4

155--158

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością zastosowania elektrod sterujących wykonanych z grafenu w przełącznikach w.cz. na zakres fal milimetrowych. W badaniach wykorzystano struktury testowe przełączników zintegrowanych z linią koplanarną wykonanych w strukturze półprzewodnikowej AlGaN/GaN w topologii szeregowej i bocznikowej. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano możliwości wykorzystania zjawiska zmiany przewodności grafenu pod wpływem napięcia do ograniczenia strat w przełączniku. Wskazano także na możliwość uzyskania poprawy izolacji przy wykorzystaniu elektrod grafenowych. Konieczne jest jednak udoskonalenie procesów technologicznych dla uzyskania wysokiej jakości warstw grafenu.

EN

This paper presents research on application of graphene control electrodes for millimeter wave switches. Series and shunt topology switches integrated with coplanar waveguide in AlGaN/GaN semiconductor structure were examined. Presented results show that it is possible to utilize voltage-controlled conductivity of graphene to reduce losses through gate coupling. They also indicate superior performance of shunt topology and show that application of graphene gate can improve switch isolation. However, to achieve good performance, technological processes have to be improved to increase the quality of graphene layers.

2

Montaż struktur AlGaN/GaN na Si do podłoży DBC w oparciu o technologię SLID oraz zgrzewania dyfuzyjnego mikroproszkiem Ag

Kisiel Ryszard, Sochacki Mariusz, Taube Andrzej, Guziewicz Marek

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 11

5--7

PL

Wykonano i zbadano układy połączeń chipów tranzystora HEMT AlGaN/GaN/(111)Si, metalizowanych warstwami montażowymi Cu, Ag lub Au, z podłożami DBC wykorzystując technologię SLID oraz technologię zgrzewania mikroproszkiem Ag. Siły adhezji połączeń chipów, w których zastosowano pośrednią galwaniczną warstwę (1 m)Sn, dobraną siłę nacisku, temperaturę 280oC i czas 30 min. dla procesu spiekania, są powyżej 22 MPa. Połączenie chipu ze spodnią metalizacją Ag zgrzewane z DBC poprzez mikroproszek Ag cechuje siła adhezji powyżej 22 MPa.

XX

The connection systems of AlGaN/GaN on (111)Si chip metallized with Cu, Ag or Au (mounting layers) were preformed to DBC plates using Solid Liquid phase Interdiffusion (SLID) technology and Ag sintering bonding, and the systems were verified. The chip adhesion forces for DBC samples with intermediate galvanic (1 m)Sn layer, and the load force matched to the chip size, temperature of 280oC and time of 30 min. for the sintering process, are above 22 MPa. Ag sintering bonding of the chip with backside Ag metallization to DBC substrate is exceeding 22 MPa.

3

Współczesne tranzystory mocy w impulsowych przekształtnikach napięcia Flyback

Janke W., Bączek M., Kraśniewski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 9

10--13

PL

W pracy omówiono współczesne tranzystory mocy używane najczęściej w impulsowych przekształtnikach mocy i porównano ich przydatność. Najwięcej uwagi poświęcono tranzystorom HEMT z azotku galu. Zaprezentowano i porównano parametry techniczne różnych odmian tranzystorów dostępnych komercyjnie. Jako przykład zastosowań omawianych tranzystorów pokazano impulsowe przekształtniki Flyback i przedstawiono wybrane charakterystyki tych przekształtników.

EN

Modern power transistors used currently in switch mode power converters are described and compared. The special attention is devoted to HEMT transistors made of gallium nitride (GaN). The representative parameters of commercially available transistors are presented and discussed. The exemplary application of the discussed transistors in switch-mode Flyback converters is presented.

4

Technologia tranzystorów HEMT na bazie azotku galu do zastosowań w mikrofalowej elektronice mocy i energoelektronice

Taube A., Kamińska E., Ekielski M., Piotrowska A., Wojtasiak W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 8

90--97

PL

W pracy przedstawiono wyniki prac badawczych nad technologią tranzystorów HEMT na bazie azotku galu prowadzonych w Instytucie Technologii Elektronowej. Omówione zostaną konstrukcje tranzystorów przeznaczonych do zastosowań w mikrofalowej elektronice mocy oraz do zastosowań w energoelektronice. Przedstawione zostaną wybrane elementy technologii tranzystorów HEMT AlGaN/GaN na podłożu Ammono-GaN m.in. wykonywanie izolacji za pomocą implantacji jonów oraz wykonywanie kontaktów omowych w procesie rewzrostu warstw GaN. Omówione zostaną wyniki prac nad zwiększeniem napięcia przebicia tranzystorów HEMT AlGaN/GaN na podłożu krzemowym.

EN

In this work the results of development of GaN-based HEMTs at Institute of Electron Technology are presented. The device structure suitable for application in microwave and power electronics will be discussed. Key technological steps, especially planar isolation by ion implantation and formation of low resistivity ohmic contacts are discussed along with the results of DC and RF electrical characterization of AlGaN/GaN HEMTs on Ammono-GaN. The results of works devoted to increasing the breakdown voltage of AlGaN/GaN-on-Si HEMTs will also be presented.

5

Wzmacniacz niskoszumny z tranzystorem GaN PolHEMT na pasmo L

Gryglewski D., Góralczyk M., Sokół S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

36-40

PL

W celu zbadania możliwości realizacji stopni wejściowych odbiorników mikrofalowych z wykorzystaniem technologii azotkowej skonstruowano wzmacniacz niskoszumny (LNA) z tranzystorem GaN HEMT wytworzony w projekcie PolHEMT. Zbudowany wzmacniacz stanowi także element weryfikacji opracowanej technologii GaN HEMT. W referacie opisano metodę modelowania szumowego tranzystora GaN HEMT oraz przedstawiono etapy projektowania wzmacniacza LNA na pasmo 1,1÷1,3 GHz.

EN

In this paper the development of the L-band low noise amplifier with GaN HEMT manufactured by consortium PolHEMT is described. The application of GaN HEMTs in the input stages of radar T/R modukles is very important issue, because the robust of the receivers may be increased as well as the limiters can be eliminated. This LNA is also a verification element of PolHEMT.

6

Wzmacniacz mocy z tranzystorem GaN PolHEMT na pasmo L

Kuchta D., Wojtasiak W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

109-112

PL

Jednym z zadań projektu PolHEMT jest aplikacja wytwarzanych struktur GaN HEMT w realnych układach mikrofalowych stosowanych w radiolokacyjnych modułach N/O. W referacie przedstawiono projekt i wyniki badań wzmacniacza z tranzystorem GaN PolHEMT na pasmo 1,3÷1,7 GHz o mocy wyjściowej 1 W.

EN

One of the Pol-HEMT project aims is to implement the GaN HEMT structures in microwave circuits commonly used in T/R modules for radiolocation systems. In this paper project and experimental results of 1W L-band power amplifier with GaN PolHEMT structure are presented.

7

Właściwości i zastosowania tranzystorów HEMT na bazie azotku galu

Janke W., Wojtasiak W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

65-73

PL

Omówiono podstawowe właściwości i zastosowania tranzystorów HEMT wykonywanych na bazie azotku galu (GaN). Przedyskutowano specyfikę struktury heterozłączowej oraz główne cechy fizyczne azotku galu. Szczególną uwagę poświęcono mechanizmowi tworzenia dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) i jego znaczeniu dla właściwości tranzystorów. Przedstawiono niektóre efekty pasożytnicze występujące w tranzystorach GaN HEMT, znane jako „current collapse” oraz „DC-RF dispersion”. Omówiono także najważniejsze obecnie zastosowania tranzystorów GaN HEMT – w układach mikrofalowych oraz energoelektronice.

EN

The basic properties and applications of GaN HEMT transistors are reviewed. Fundamentals feature of gallium nitride (GaN) and specific properties of heterojunction are discussed with the special attention paid to the mechanism of two-dimensional electron gas (2DEG) formation, and resulting high mobility feature. The parasitic effects known as current collapse and DC-RF dispersion in GaN HEMT are discussed. The most important applications in microwave circuits and power electronics are described.

8

Parametry tranzystorów GaN HEMT – wyniki I etapu projektu PolHEMT

Wojtasiak W., Gwarek W., Piotrowska A., Kamińska E.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

211-215

PL

Celem projektu PolHEMT jest opracowanie nowego typu tranzystora mikrofalowego na pasmo S z wykorzystaniem struktur AlGaN/GaN hodowanych na podłożach z półizolacyjnego monokrystalicznego GaN wytwarzanych metodą ammonotermalną (Ammono). Referat stanowi krótkie podsumowanie pierwszego etapu projektu w formie zestawienia parametrów elektrycznych struktur GaN PolHEMT i komercyjnych tranzystorów GaN HEMT produkowanych przez wiodące firmy.

EN

The aim of the PolHEMT project is to develop a new type of microwave transistor for S-band using the structures of AlGaN/GaN grown on a uniques type of material – a semi-insulating monocrystalline GaN substrate manufactured by ammonotermal method (Ammono). The paper provides a brief summary of the first phase of the project. It presents a report on obtained electrical parameters of GaN structures and compares them against the parameters of commercial GaN HEMT transistors manufactured by leading companies.

9

Model DC tranzystora GaN HEMT z uwzględnieniem parametrów fizycznych

Wojtasiak W., Kuchta D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

207-210

PL

Powszechnie znane metody pomiaru ruchliwości i koncentracji nośników w 2-wymiarowym gazie elektronowym (2-DEG) struktur HEMT stosowane są do oceny poszczególnych etapów procesu technologicznego. Brak jest ilościowego odniesienia uzyskanych w ten sposób wartości tych parametrów wprost do charakterystyk elektrycznych tranzystora. Dlatego zaproponowano podejście zaciskowe, aby na podstawie zależności fizycznych i charakterystyk DC I-V tranzystora wyznaczyć ruchliwość i koncentrację nośników 2-DEG w kanale struktury GaN HEMT.

EN

Commonly known method for the measurement of electron mobility and concentration in the 2-dimensional electron gas (2-DEG) of HEMT heterostructures are used to evaluate the individual stages in the technological process. Currently, there is no quantitative reference of values obtained with the use of mentioned methods directly to the electrical characteristics of the transistor. This was the main reason to apply a terminal approach in order to determine a mobility and carrier concentration in 2-DEG of GaN HEMTs heterostructures based on physical relationships and IV characteristics.

10

AlGaN/GaN HEMT’s photoresponse to high intensity THz radiation

Dyakonova N., But D. B., Coquillat D., Knap W., Drexler C., Olbrich P., Karch J., Schafberger M., Ganichev S. D., Ducournau G., Gaquiere C., Poisson M. A., Delage S., Cywinski G., Skierbiszewski C.

Opto-Electronics Review

|

2015

|

Vol. 23, No. 3

195-199

EN

We report on the photoresponse dependence on the terahertz radiation intensity in AlGaN/GaN HEMTs. We show that the AlGaN/GaN HEMT can be used as a THz detector in CW and in pulsed regime up to radiation intensity of several kW/cm². The dynamic range in the pulsed regime of detection can be more than 2 decades. We observed that the photoresponse of the HEMT could have a compound composition if two independent parts of the transistor are involved in the detection process; this result indicates that a more simple one channel device may be preferable on the detection purpose.

11

Monolityczny mikrofalowy układ scalony GaN/AlGaN

Dobrzański L., Caban P., Kowalik A., Podgórski J., Rudziński M., Góra K., Jagoda A., Stańczyk B., Wojnowski D., Kozłowski A., Przyborowska K., Lewandowski A., Wiatr W., Paszkiewicz R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 6

6-9

PL

Przedstawiamy opracowanie przyrządów HEMT (High Electron Mobility Transistors) z GaN/AlGaN, a następnie pierwszego w Polsce monolitycznego mikrofalowego układu scalonego, w którym zastosowano przyrządy HEMT z GaN/AlGaN. Opracowanie przyrządów HEMT. Sekwencja warstw epitaksjalnych tworzących strukturę tranzystora była następująca: bufor AlN, kanał GaN, warstwa Schottky’ego AlGaN oraz warstwa podkontaktowa GaN. Strukturę wyhodowano na podłożu szafirowym. Wzór izolacji oraz wzór obszarów drenów i źródeł uzyskano metodą litografii optycznej. Wzór bramki o długości 500 nm i 440 nm otrzymano metodą bezpośredniej elektronolitografii na powierzchni półprzewodnika. Izolację przyrządów uzyskano przez wytrawienie obszaru ‘mesa’ w plaźmie chlorowej. Metalizacja kontaktów tworzyła struktura wielowarstwowa Ti/Al/Ni/Au. Powierzchnię kanału zabezpieczono przez nałożenie warstwy pasywującej Si3N4. Wzmocnienie tranzystorów w pasmie S i X wynosiło odpowiednio 16 i 11 dB (MSG/MAG Maximum Stable Gain). W najlepszym z kilku opisanych wariantów konstrukcyjnych i technologicznych uzyskano częstotliwość graniczną fT = 30 GHz, częstotliwość graniczną fMAX = 30 GHz. Ponadto stwierdzono, że unilateralne wzmocnienie mocy (UPG) równa się jeden dla częstotliwości ok. 30 GHz. Uzysk wynosił 70% co odpowiada 3000 dobrych przyrządów z płytki o średnicy 2”. Opracowanie mikrofalowego monolitycznego układu scalonego (MMIC).Opracowano pierwszy w Polsce mikrofalowy monolityczny układ scalony (MMIC), klucz typu SPDT (Single Pole Double Throw) stosowany zazwyczaj w układach transciever’ów (klucz nadawanie-odbiór). Układ zbudowany jest z czterech tranzystorów HEMT o szerokości bram μm. W paśmie 0-4 GHz straty wtrącenia są mniejsze niż 2 dB, a izolacja lepsza niż 23 dB. Wykazano, że po zmianie konstrukcji układu i stosując tę samą technologię można uzyskać straty wtrącenia mniejsze niż 1 dB. Przedstawiony układ MMIC jest demonstratorem technologii, przy pomocy której można wykonać układy scalone o parametrach na poziomie komercyjnym.

EN

We present the development of HEMT (High Electron Mobility Transistors) and MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) made of GaN/AlGaN. Development of HEMTs. The sequence of epitaxial layers grown on sapphire substrate was as follows: AlN buffer, GaN channel, AlGaN Schottky and GaN contact cap. Isolation pattern and ohmic metal pattern were obtained by optical lithography. The gate was 500 nm and 440 nm long and was written using e-beam directly on semiconductor wafer. Then gate metal was evaporated and lifted off. The isolation was obtained by mesa etching in pure chlorine plasma. Ohmic contact consisted of a Ti/Al/Ni/Au sandwich. Finally Si3N4 passivation was made to protect exposed channel surface. Transistors operate in S and X band, showing 16 and 10 dB MSG/MAG gain respectively. For the best layout design transistors exhibited frequency fT=30 GHz, frequency fMAX = 30 GHz, and exhibited UPG=1 (unilateral power gain) for frequency 30 GHz. The yield was 70%, what corresponds to about 3000 good devices form one 2” wafer. Development of monolithic microwave integrated circuit (MMIC). We developed transistor switch of SPDT (Single Pole Double Throw) type which is used in transceivers. The circuit consists of four HEMT devices having gate width of 150 μm, gate length of 440 nm and drain source distance of 3 μm. In the 0-4 GHz bandwidth insertion loss is less than 2 dB and isolation is better than 23 dB. It was demonstrated that increase of the gate width of transistors will improve insertion loss value to the level of 1 dB.

12

Konstrukcje tranzystorów HEMT AlGaN/GaN/Si przeznaczonych dla elektroniki mocy

Taube A., Kamińska E., Sochacki M., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 10

23-26

PL

Parametry elektrofizyczne azotku galu wytwarzanego w postaci warstw epitaksjalnych na krzemie oraz dostępność podłoży krzemowych o dużej średnicy sprawiają, że tranzystory HEMT AlGaN/GaN/Si stanowią poważną konkurencję dla przyrządów krzemowych w układach dla energoelektroniki nowej generacji. W pracy omówiono różne konstrukcje tranzystorów HEMT AlGaN/GaN/Si przeznaczonych dla elektroniki mocy. Przedstawiono podstawowe operacje technologiczne prowadzące do uzyskania tranzystorów z kanałem wzbogacanym o dużej wartości napięcia przebicia i możliwie małym prądzie zaporowym.

EN

It is believed that, owing to excellent electro-physical parameters of gallium nitride and availability of large diameter silicon substrates, AlGaN/GaN/Si HEMTs will replace silicon transistors in the next generation power electronic devices. In this work we discusse the Al- GaN/GaN/Si HEMT structures design for power electronics and give an overwiev of basic methods of obtaining normally-off operation and increasing the breakdown voltage as well as reducing the impact of the silicon substrate on the leakage currents.

13

Influence of high Al fraction on reactive ion etching of AlGaN/GaN heterostructures

Gryglewicz J, Stafiniak A, Wosko M, Prazmowska J, Paszkiewicz B

Optica Applicata

|

2013

|

Vol. 43, nr 1

27--33

EN

In this study, the results of reactive ion etching (RIE) process of diversified Al content AlxGa1–xN/AlN/GaN/sapphire heterostructures were presented. The Al fractions of 22, 25, 31 and 36% were examined. An impact of Al content in the heterostructures on the etch rates and surface morphology was investigated. The influence of used Cl2/BCl3/Ar gas mixture with varying of BCl3 flow on the etch rate of Al0.2Ga0.8N/GaN/sapphire, surface morphology and angle of mesa slope, was discussed.

14

Modelowanie normalnie wyłączonych tranzystorów HEMT AlGaN/GaN z bramką p-GaN

Taube A., Szmidt J., Piotrowska A., Sochacki M., Kamińska E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 9

36-39

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania normalnie wyłączonego tranzystora HEMT AlGaN/GaN z bramką p-GaN. Zbadano wpływ poszczególnych elementów konstrukcji na parametry elektryczne tranzystora, w szczególności na wartość napięcia progowego (Vth) oraz maksymalnej wartości prądu drenu w stanie włączenia tranzystora. Przedstawiono zależność parametrów tranzystora od składu warstwy buforowej AlxGa1-xN o niskiej zawartości glinu (do 10%) oraz od składu i grubości warstwy barierowej AlxGa1-xN. Wykazano, że najbardziej korzystnym stosunkiem wartości napięcia progowego do maksymalnej wartości prądu w stanie przewodzenia charakteryzuje się heterostruktura p-GaN/Al0.23Ga0.77N/GaN/ Al0.05GA0.95N.

EN

The article presents the results of modeling and simulation of normally- off AlGaN/GaN HEMT transistor with p-GaN gate. The influence of the individual structure elements on the electrical parameters of the transistor, in particular the value of the threshold voltage (Vth) and the maximum drain-source current in the on-state was studied. The transistor parameters dependence of the composition of AlxGa1-xN buffer layer with low aluminum content (up to 10%), and the composition and thickness of AlxGa1-xN barrier layer was presented. It has been shown that the most preferred ratio of the threshold voltage to the maximum value of on-state current could be achived by the use of p- GaN/Al0.23Ga0.77N/GaN/ Al0.05GA0.95N heterostructure.

15

Symulacje i modelowanie zaawansowanych struktur tranzystorów HEMT AlGaN/GaN

Taube A., Sochacki M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

38-41

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania i symulacji różnych struktur tranzystora HEMT i MOS-HEMT AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN. Wykonano symulacje dla tranzystora HEMT z domieszkowaną warstwą AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N na podstawie, których określono wpływ koncentracji elektronów na parametry tranzystora. Wykazano, że zmniejszanie grubości warstwy AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N w obszarze bramki wpływa na proporcjonalne zwiększenie napięcia progowego (Vth). Przedstawiono wpływ grubości i stałej dielektrycznej dielektryka bramkowego na parametry tranzystora. Wykazano także, że zastosowanie dielektryka o wysokiej stałej dielektrycznej (HfO₂) prowadzi do zwiększenia wartości transkonduktancji (g m) i napięcia progowego. Zastosowanie warstwy HfO₂ pozwala na zwiększenie grubości dielektryka bramkowego bez znaczącego pogorszenia parametrów przyrządu.

EN

In the article results of modeling and simulation of various structures AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN HEMT and MOS-HEMT structures was presented. Influence of doping level of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N layer on transistor characteristics was simulated. It has been shown that reducing the thickness of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N layer under the gate affect the proportional increase in the threshold voltage (V TH). The influence of thickness and dielectric constant of the gate dielectric on the transistor parameters was presented. It was also shown that the use of high-K dielectric (HfO₂) leads to an increase in the transconductance (gm) and the threshold voltage. Using of HfO₂ layer enable increase of dielectric thickness without significant deterioration of the device parameters.

16

Symulacje i modelowanie tranzystorów HEMT AlGaN/GaN : wpływ przewodności cieplnej podłoża

Taube A., Sochacki M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

34-37

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania tranzystora HEMT AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN oraz zaprezentowano wykorzystane i zaimplementowane do środowiska symulatora ATLAS firmy Silvaco, modele właściwości fizycznych AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N, GaN i materiałów podłoża. W pracy uwzględniono efekty kwantowe w obszarze studni potencjału kanału tranzystora oraz efekty cieplne występujące w strukturze. Zbadano wpływ podłoża na charakterystyki elektryczne tranzystora HEMT. Wykonane symulacje pokazały, że przewodność cieplna materiału podłoża znacząco wpływa na charakterystyki tranzystora. Dla podłoża Al₂O₃ o najmniejszej przewodności cieplnej otrzymano najmniejszą wartość prądu wyjściowego poniżej 0,75 A/mm oraz największy spadek prądu drenu przy dużej wartości napięciach dren-źródło (V DS).

EN

The first article presents the results of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N/GaN HEMT transistor modeling and presents used and implemented into Silvaco ATLAS simulator models of physical properties of AI₀.₂₈Ga₀.₇₂N, GaN and substrate materials. The study takes into account the thermal effects and quantum effects in the potential well of the transistor channel. The influence of substrate on the electrical characteristics of HEMT transistor was studied. Simulations showed that the thermal conductivity of the substrate material significantly affects the characteristics of the transistor. For Al₂O₃ substrate, with the lowest thermal conductivity, the lowest value of the output current below 0.75 A/mm and the largest decrease in drain current at high values of drain-source voltage (V DS) was obtained.

17

Kontrolowane trawienia plazmą BCI₃/Ar cienkich warstw AlGaN dla technologii tranzystorów HEMT AlGaN/GaN

Kruszka R., Gołaszewska K., Taube A., Sidor Z., Borysiewicz M., Żytkiewicz Z. R., Kamińska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

20-22

PL

Przedstawiono procesy precyzyjnego trawienia cienkiej warstwy AlGaN dla technologii tranzystorów HEMT AlGaN/GaN. Trawienia cienkich warstw AlGaN prowadzono w plazmie dużej gęstości BCI₃/Ar uzyskując szybkości trawienia na poziomie 10 nm/min. Dla metalizacji Ti/Al/Ni/Au najniższą wartość rezystancji kontaktu AI₂₈Ga₇₂N/(Ti/AI/Ni/Au), wynoszące Rc= 1 Ωmm i rc = 2 • 10 ⁻⁵ Ωcm², zaobserwowano dla głębokości wytrawienia ok. 8 nm (nominalnie 15 nm od granicy 2DEG). Badania przewodnictwa elektrycznego techniką C-AFM ujawniły niejednorodności metalizacji kontaktowej w skali nanometrowej z widoczną siecią kanałów dobrego przewodnictwa elektrycznego wokół źle przewodzących ziaren.

EN

Process of recess etching of thin AlGaN films for AlGaN/GaN HEMT technology is reported. The etching was carried out using high density BCI₃/Ar plasma yielding etch rates about 10 nm/min. It is shown, that for Ti/AI/Ni/Au metallization, the minimum contact resistance of a AI₂₈Ga₇₂N/(Ti/AI/Ni/Au) contact, i.e. Rc = 1 Ωmm and rc = 2•10 ⁻⁵ Ωcm² was achieved for the etch depth of 8 nm (corresponding to a nominal distance of 15 nm from the 2DEG). C-AFM conductivity studies revealed nanometer scale inhomo-geneities in the metallization area, with an network of high conductivity channels surrounding large low-conductivity grains.

18

Reactive ion etching of GaN and AlGaN/GaN assisted by Cl2/BCl3

Gryglewicz J., Oleszkiewicz W., Ramiączek-Krasowska M., Szyszka A., Prażmowska J., Paszkiewicz B., Paszkiewicz R., Tłaczała M.

Materials Science Poland

|

2011

|

Vol. 29, No. 4

260--265

EN

This work reports on the latest results of etching of different AlxGa1??xN/GaN heterostructures in relation to percentage composition of aluminum. The etching processes were carried out in a reactive ion etching (RIE) system using the mixture of BCl3/Cl2/Ar. The topography of the heterostructures surfaces and the slope were controlled using atomic force microsopy (AFM) technique. The photoluminescence spectra were used to determine the surface damage and to calculate the Al content in AlGaN/GaN heterostructures commonly used for high electron mobility transistors (HEMTs) fabrication.

19

Heterostruktury AlGaN/AlN/GaN na podłożach 4H-SIC uzyskane metodą LP MOVPE do zastosowań w technologii tranzystorów HEMT

Caban P., Strupiński W., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 3

145-149

PL

W pracy przedstawiono podstawowe problemy technologiczne związane z otrzymywaniem metodą LP MOVPE warstw heteroepitaksjalnych azotku galu na podłożach z węglika krzemu. Przedstawiono wyniki charakteryzacji buforowych warstw epitaksjalnych GaN na SiC otrzymywanych przy różnych ciśnieniach. Przydatność opracowanej technologii krystalizacji bufora GaN zweryfikowano poprzez wykonanie pełnej heterostruktury AlGaN/AlN/GaN/SiC wykorzystanej do wytwarzania tranzystorów HEMT. Przedstawiono rezultaty pomiarów parametrów pracy przyrządów.

EN

The main aspects of LP MOVPE GaN on SiC substrates were discussed. The influence of GaN growth pressure on crystal quality and surface morphology of GaN layers was investigated by atomic force microscopy (AFM) and high resolution x-ray diffraction (HRXRD). The HEMT structures based on AlGaN/AlN/GaN heterostructure were deposited. The device was fabricated and characterized.

20

Zastosowanie wysokorezystywnego azotku galu do wytwarzania heterostruktur AlGaN/GaN HEMT

Miczuga M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2009

|

Vol. 58, nr 1

207-233

PL

Unikalne właściwości azotku galu (GaN) i roztworów stałych na jego bazie stwarzają możliwość produkcji nowej generacji przyrządów półprzewodnikowych. Tranzystory HEMT, w których stosuje się warstwę epitaksjalną wysokorezystywnego azotku galu charakteryzują się dużym współczynnikiem wzmocnienia i możliwością pracy w zakresie bardzo wysokich częstotliwości. Znajdują one coraz szersze zastosowanie we współczesnych systemach elektronicznych. Celem pracy jest przedstawienie problemów materiałowych związanych z wytwarzaniem tranzystorów HEMT z wykorzystaniem heterostruktur AlGaN/GaN oraz zaproponowanie metody charakteryzacji centrów defektowych w warstwach epitaksjalnych GaN. Omówiono budowę sieci krystalicznej oraz właściwości aplikacyjne azotku galu. Opisano strukturę tranzystora HEMT ze szczególnym uwzględnieniem właściwości elektrycznych i strukturalnych wysokorezystywnej warstwy buforowej GaN. Pokazano znaczenie jakości warstwy epitaksjalnej wysokorezystywnego GaN w tranzystorze HEMT. Przedstawiono wpływ rodzaju podłoża na gęstość dyslokacji w warstwie GaN. Zaproponowano sposób charakteryzacji centrów defektowych w warstwach epitaksjalnych GaN. Przedstawiono strukturę defektową warstwy epitaksjalnej GaN dla tranzystora HEMT osadzonej na podłożu Al2O3.

EN

Unique properties of gallium nitride (GaN) create the possibility for production of the new generation of semiconductor devices. The AlGaN/GaN HEMT structures with a layer of highresistivity GaN enable high gain at high operational frequencies to be achieved. This layer is used to separate the device active layer, usually doped with silicon, from the nucleation layer with a high defect density. Moreover, the semiinsulating properties of the layer minimize power losses of the microwave signal. An important advantage of the AlGaN/GaN heterostructure is that it makes possible a large charge to be flowed through the channel, which allows for the transistor's work at higher current densities. Simultaneously, the high breakdown voltage makes the AlGaN/GaN HEMTs very suitable for applications in high power circuits. The quality of the high-resistivity GaN epitaxial layer is of great importance in terms of HEMTs operational characteristics. This quality is determined mainly by the density and properties of lattice defects, in particular dislocations, as well as extrinsic and intrinsic point defects. The extrinsic defects are related to atoms of impurities introduced in uncontrollable way. The intrinsic defects, such as vacancies, interstitials and antisites, are formed by shifting the native atoms from their regular positions in the crystal lattice. Epitaxial layers of GaN are usually obtained by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). An important factor affecting the layer quality is the type of substrate material, which determines the lattice mismatch between the substrate and epitaxial layer. At present, three types of substrates are used: sapphire, SiC, and free-standing GaN. The most effective method for characterizing defect centers in semi-insulating materials is now the Photoinduced Transient Spectroscopy (PITS). It is based on measuring the photocurrent relaxation waveforms observed after switching off the UV pulse generating excess charge carriers. The relaxation waveforms are recorded in a wide range of temperatures (30-700 K) and in order to extract the parameters of defect centers, the temperature changes in the relaxation rate are analyzed. The depth of the region in which the traps are filled with charge carriers is dependent on the absorption coefficient, influencing the distribution of excess charge carriers in the steady state, at the moment of the UV pulse termination. The defect centres taking part in the charge compensation occurring in high resistivity GaN epitaxial layers forming the buffer layers for HEMTs have been found. The obtained results indicate that the compensation is due to native defects, as well as due to compensation with Si, C, O, and H atoms.