Performance improvement with non-alloyed ohmic contacts technology on AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors on 6H-SiC substrate
- Others:
- Puissance - IEMN (PUISSANCE - IEMN) ; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN) ; Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
- Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN) ; Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
- Advanced NanOmeter DEvices - IEMN (ANODE - IEMN) ; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN) ; Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
- Laboratoire de Physique et Chimie Théoriques (LPCT) ; Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF - IEMN) ; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN) ; Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
- Plateforme de Caractérisation Multi-Physiques - IEMN (PCMP - IEMN) ; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN) ; Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA) ; Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
- Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
- GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347) ; Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Acknowledgments This work was supported by the technology facility network RENATECH, the French National Research Agency (ANR) through the projects ASTRID GoSiMP (ANR-16-ASTR-0006) and the "Investissement d'Avenir" program GaNeX (ANR-11-LABX-0014). This research work was partially undertaken with the support of IEMN fabrication (CMNF) and characterization (PCMP) platforms.
- Renatech Network
- PCMP CHOP
- CMNF
- ANR-16-ASTR-0006,GoSiMP,Optimisations combinées par l'épitaxie pour composants hyperfréquences de puissance GaN sur Silicium(2016)
- ANR-11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011)
Description
ABSTRACT In this paper, non-alloyed ohmic contacts regrown by molecular beam epitaxy (MBE) are fabricated on AlGaN/ GaN high-electron-mobility transistors on 6H-SiC substrate. Low ohmic contact resistance of 0.13 Ω.mm is obtained. This paper demonstrates the high frequency and high power performance improvements thanks to this technology regarding conventional technology based on alloyed ohmic contacts. The fabricated device with a 75- nm-T-shaped gate demonstrates a maximum drain current density of 1.1 A/mm at VGS = 1 V and a peak transconductance gm of 464 mS/mm. A current gain cut-off frequency fT of 110 GHz and a maximum oscillation frequency fMAX of 150 GHz are achieved. At VDS = 25 V, continuous-wave output power density of 3.8 W/mm is achieved at 40 GHz associated with 42.8% power-added efficiency and a linear power gain of 6 dB. A maximum power-added efficiency of 55% is also obtained at VDS = 20 V.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.science/hal-04084512
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04084512v1
- Origin repository
- UNICA