提高GaAs MESFET擊穿電壓的研究.pdf

1、砷化鎵微波功率場效應(yīng)晶體管(GaAsMESFET)是一種在電子行業(yè)中廣泛應(yīng)用的化合物半導(dǎo)體器件，它對微波功率器件和集成電路的發(fā)展具有很重要的影響。但是，國內(nèi)GaAsMESFET柵漏擊穿電壓(BVgd)普遍偏低，一般僅為10V左右，這嚴(yán)重影響了器件的輸出功率和可靠性。因此，研制高BVgd的GaAsMESFET對我國電子行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 本文從器件結(jié)構(gòu)和表面處理對GaAsMESFET擊穿特性進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)制備了帶低溫(LT

2、)分子束外延GaAs帽層的GaAsMESFET，利用LTGaAs限制表面電流，利用LTGaAs中深能級俘獲電子后形成表面負(fù)電荷，這減小了漏側(cè)柵邊緣的峰值電場，有效提高了柵漏擊穿電壓，在100μA/mm柵電流密度下得到的柵漏擊穿電壓為22V。 在進(jìn)行表面處理提高擊穿電壓方面，我們利用(NH4)2Sx溶液對GaAsMESFET進(jìn)行了表面處理，處理后擊穿電壓明顯提高。我們認(rèn)為擊穿電壓提高的原因是：硫鈍化除去了GaAs表面過量的As元素

3、，減少了ASGa的數(shù)量，As-S反鍵態(tài)在禁帶中引入了一種新的受主能級，這減小了GaAs表面Nd/Na的值(Nd為施主型缺陷濃度，Na為受主型缺陷濃度)。受主態(tài)的增多，使表面負(fù)電荷密度增大，漏側(cè)柵邊緣的電力線密度減小，擊穿電壓提高。 硫鈍化雖然能提高GaAsMESFET的擊穿電壓，但穩(wěn)定性較差，為了提高硫鈍化的穩(wěn)定性，我們對進(jìn)行(NH4)2Sx溶液處理的GaAsMESFET進(jìn)行了等離子增強(qiáng)的化學(xué)氣相淀積(PECVD)SiNx鈍化，