AlGaN/GaN HEMTのドレインリーク電流解析

摘要

Traps in GaN layer of AlGaN/GaN HEMTs have been studied by using both experimental data and TCAD simulation. Two traps with activation energies of 0.15 and 0.5 eV are estimated from drain current versus drain voltage curves below pinch-off voltage at various temperatures. Furthermore, the drain leakage current is found to decrease as the trap density increases. From TCAD simulation, the decrease of the drain leakage current results from the increase of conduction band due to the traps with negative charges in GaN layer.%AlGaN/GaN HEMTのドレインリーク電流について，実測とTCADシミュレーションの両方から解析した.まず，ピンチオフ電圧以下のドレイン電流の温度依存性からGaN層中に活性化エネルギー0.15, 0.5eVの2種類のトラップがあり，電子は空間電荷制限機構により電導していることがわかった.次にこれらの実測値を参考にTCADシミュレーションを実施した.その結果，トラップが存在することで，ドレインリーク電流が抑制されることがわかった.これは，トラップが負に帯電することで，伝導帯エネルギーが上昇し，電子に対する障壁が増加するためである.