
图1 AlGaN/GaN异质结插入AlN阻挡层
图2对应AlN厚度分别为1nm、5nm、10nm情况下的导带。比较三幅图可以看出,随着AlN厚度的增加,GaN势阱深度变大,同时势垒也变大,有利于电子积累和减小电子迁移到AlGaN层,提高电子迁移率,改善输出特性。

图2 (a)1nmAlN层导带图 (b)5nmAlN层导带 (c)10nmAlN层导带
图3对应AlN厚度分别为1nm、5nm、10nm情况下的电子分布情况,图中标出了电子的峰值浓度。通过比较可以看出,随着AlN厚度的增加,AlGaN/GaN异质结中电子浓度变大,这是与导带的变化情况相联系的。

图3 (a)1nmAlN层电子浓度 (b)5nmAlN层电子浓度 (c)10nmAlN层电子浓度
图4显示AlN厚度分别为1nm、5nm、10nm情况下输出漏极电流特性,图4a对应栅极电压0V的漏极电流,图4b对应栅极电压-2V情况下输出电流。比较不同AlN厚度情况下的输出电流可以看出,AlN层的引入有利于特高输出电流,随着AlN层厚度的增加,输出电流也会增加。

图4 (a)Vg=0V输出漏电流 (b)Vg=-2V输出漏电流
综上所述,AlN阻挡层的引入有利于提高HEMT器件的性能,厚的AlN层会进一步提高输出电流,改善HEMT器件性能。