Investigation of contact mechanism and gate electrostatic control in multi-channel AlGaN/GaN high electron mobility transistors with deep recessed ohmic contact

欧姆接触 材料科学 光电子学 晶体管 接触电阻 电子迁移率 电气工程 电压 纳米技术 图层(电子) 工程类
作者
Ling Yang,Hao Lu,Xuerui Niu,Meng Zhang,Chunzhou Shi,Longge Deng,Bin Hou,Minhan Mi,Mei Wu,Kai Cheng,Qing Zhu,Yang Lu,Ling Lv,Xiaohua Ma,Yue Hao
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:132 (16) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0106827
摘要

In this paper, the ohmic contact mechanism and gate electrostatic control of a deep-recessed ohmic contact structure for multi-channel Al0.3Ga0.7N/GaN high electron mobility transistors (HEMTs) is investigated. A transmission electron microscope and an energy dispersive spectrum are utilized to investigate the ohmic contact interface mechanism. Due to a reduction of source/drain parasitic resistances and simultaneous connection of five channels by using deep-recessed ohmic contact, a large maximum drain current density and a distinct five hump feature of ultra-wider trans-conductance are achieved. More importantly, it is revealed that the downward expansion of the gate potential for the deep-recessed ohmic contact structure is much deeper than that for conventional devices. This characteristic leads to a remarkable reduction in subthreshold swing (SS) and off-state leakage, indicating an ultra-wide and high trans-conductance profile. The fabricated devices show a lower off-state drain leakage, a lower SS, and a wider gate voltage swing (40 V). Due to an enhancement of gate electrostatic control, the current collapse and electrical reliability characteristics of multi-channel Al0.3Ga0.7N/GaN HEMTs with deep-recessed ohmic contact also improve. The results presented here indicate that the multi-channel device has great potential for high current and wide bandwidth applications.

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