Regensburg 2016 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 50: Gallium Nitride: Fabrication and Characterization

HL 50.6: Vortrag

Mittwoch, 9. März 2016, 10:45–11:00, H17

Epitaxieentwicklung AlN/GaN HEMTs für die Leistungselektronik bei hohen Frequenzen — •Birte-Julia Godejohann, Stefan Müller, Lutz Kirste, Steffen Breuer, Rolf Aidam, Klaus Köhler und Oliver Ambacher — Fraunhofer IAF Tullastraße 72 79180 Freiburg

GaN-Leistungsverstärker ermöglichen im Vergleich zu konventionellen Materialsystemen (GaAs, Si) bei gleichen Betriebsfrequenzen deutlich höhere Leistungsdichten. Dies lässt sich auf die Materialeigenschaften wie hohe Durchbruchfestigkeit, Elektronengeschwindigkeit, Schichtladungsträgerdichten und große Bandlücken der Gruppe III Nitride zurückführen. Um High Electron Mobility Transistoren (HEMT) mit hohen Cut-off Frequenzen realisieren zu können, sind kleine Gatelänge, geringer Kanal-Gate-Abstand sowie eine ausreichend hohe Schichtladungsträgerdichte erforderlich. Hierfür bieten sich im III-Nitrid System grundsätzlich zwei Möglichkeiten an, das gitterangepasste und das verspannte Wachstum einer hoch Al-haltigen Barriere auf GaN; auf das verspannte Wachstum soll hier genauer eingegangen werden. AlN/GaN HEMTs mit variierten Barriere- und Capdicken wurden simuliert und mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellt um die Schichtladungsträgerdichten beeinflussen zu können. Die elektrische Charakterisierung der Schichten hat Schichtladungsträgerdichten von 7E12 bis zu 3,3E13 cm-2 und Beweglichkeiten von 1040 bis 1580 cm2/Vs ergeben. Entsprechende Strukturen wurden mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOCVD) hergestellt und bezüglich ihrer Materialeigenschaften mit den MBE gezüchteten Proben verglichen.