Ing. Roman Stoklas

1. Zlepšenie elektrických vlastností HFET tranzistorov na báze GaN použitím “high-k;” Al2O3 hradlového oxidu Ing. Roman Stoklas Vedúci doktorandského štúdia: RNDr. Dagmar Gregušová, CSc.

2. OBSAH • základné parametre GaN-u • dôvody použitia GaN pre tranzistory riadené elektrickým poľom • porovnanie HFET a MIS-HFET tranzistorov • namerané výsledky

3. Základné parametre GaN • Veľká šírka energetickej medzery EG = 3,45 eV • Vysoká prierazná intenzita elektrického poľa EC = 3x106 V/cm • Vysoká pracovná teplota Tmax~ 900°C • Nízka dielektrická konštanta er = 9,5 • Vysoká tepelná vodivosť k = 1,3 W/cm K • Vysoká saturačná rýchlosť vs = 2,5x107 cm/s • Vysoká pohyblivosť nosičov náboja m = 2000 cm2/Vs

4. GaN • FET – field effect transistor - veľký zvodový záverný prúd - nízka pracovná frekvencia • HFET – heterostructure FET AlGaN/GaN HFET - vysoká pracovná frekvencia- veľký zvodový záverný prúd • MIS-HFET – metal insulator semiconductor HFET Si3N4, SiO2, Al2O3 - nízky zvodový záverný prúd - vysoká pracovná frekvencia

5. Porovnanie HFET a MIS-HFET tranzistorov MIS-HFET HFET

6. Porovnanie HFET a MIS-HFET tranzistorov Štruktúra – MIS-HFET C-V charakteristika Zvodový záverný prúd

7. Ciele pre 1. etapu • Technológia prípravy (procesing) HFET a MOSHEFT tranzistorov, • Elektrická charakterizácia HFET a MOSHFET tranzistorov: - jednosmerná, - impulzná, a ich vzájomné porovnanie.

8. Namerané výsledky - výstupné charakteristiky AlGaN/GaN MOSHFET s 9nm Al2O3 vrstvou AlGaN/GaN HFET

9. Namerané výsledky - prevodové charakteristiky a strmosti AlGaN/GaN HFET AlGaN/GaN MOSHFET s 9nm Al2O3 vrstvou

10. Namerané výsledky - vstupné charakteristiky AlGaN/GaN HFET AlGaN/GaN MOSHFET s 9nm Al2O3 vrstvou

11. Namerané výsledky - C-V meranie

12. Namerané výsledky

13. Záver • Pripravené prvé GaN HFET a MISHFET tranzistory • Optimalizácia technológie Blízka budúcnosť: impulzná charakterizácia HFET a MIS-HFET tranzistorov a ich vzájomné porovnanie