本文係採用低壓有機金屬氣相沉積法成長δ摻雜高電子移動率電晶體,此元件的構想 乃是來自於δ摻雜技術的高二維電子雲濃度,高閘極崩潰電壓,以及高電子移動率電 晶體的高電子移動率,高互導值,結合二者之優點而成。 在材料的選擇上,我們以砷化銦鎵/ 砷化鎵應力層結構取代傳統砷化鋁鎵/ 砷化鎵晶 格匹配的材料,經由橫截面穿透式電子顯微鏡(XTEM)及光激放光(PL)技術證明所長砷 化銦鎵/ 砷化鎵量子井結構為高品質應力層磊晶膜。 另外,使用電容--電壓(C-V) 技術及霍爾量測方法的印證,我們可以在極薄的範圍 成長檢高濃度的δ摻雜砷化鎵。因此,結合δ摻雜技術及高品質應力層材料研製出此 δ摻雜的高電子移動率電晶體(δ-HEMT) 。 在固定銦組成情況下,發現80埃的SPACER厚具有最高的電子移動率;另外SPACER固定 在80埃,在0.37的銦組成得到最高的電子移動率,在300K及77K 時分別為5500及3220 0 cm /v‧s,而其所研製出的電晶體在5 微米閘極長度時,其室溫下未加閘極偏壓的 源極電流密度達97 mA/mm而互導值為48 mS/mm。經由理論模型的計算,δ-HEMT 的摻 雜濃度不要過高讓其在增強模式下操作會有較佳的特性。另外由實驗數據的趨勢及理 論推導,在0.3 銦組成時有最高的二維電子雲濃度。因此在80埃的SPACER厚及0.3 的 銦組成時,δ-HEMT 元件會有最高的二維電子雲濃度及電子移動率之乘積。
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