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Selective GaN sublimation and local area regrowth for co-integration of enhancement mode and depletion mode Al(Ga)N/GaN high electron mobility transistors

Authors :
Flavien Cozette
Nathalie Labat
Benjamin Damilano
Stéphane Vézian
Sébastien Chenot
F. Lecourt
Nicolas Defrance
Eric Frayssinet
Yvon Cordier
Julien Brault
Rémi Comyn
Hassan Maher
Christophe Rodriguez
Ngo Thi Huong
Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 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)
Université Côte d'Azur (UCA)
Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique [Sherbrooke] (3IT)
Université de Sherbrooke (UdeS)
Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2)
Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Puissance - IEMN (PUISSANCE - IEMN)
Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
This work was supported by French technology facility network RENATECH and the French National Research Agency (ANR) through the projects ED-GaN (ANR-16-CE24-0026-02) and the 'Investissements d'Avenir' program GaNeX (ANR-11-LABX-0014).
Renatech Network
ANR-16-CE24-0026,ED-GaN,Co-intégration des transistors GaN à enrichissement et à déplétion pour les circuits de communication RF de la prochaine génération(2016)
ANR-11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
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)
Source :
Semiconductor Science and Technology, Semiconductor Science and Technology, IOP Publishing, 2021, 36 (2), pp.024001. ⟨10.1088/1361-6641/abcbd3⟩, Semiconductor Science and Technology, 2021, 36 (2), pp.024001. ⟨10.1088/1361-6641/abcbd3⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
IOP Publishing, 2020.

Abstract

In this paper, we report on the fabrication of a normally-off Al(Ga)N/GaN high electron mobility transistor with selective area sublimation under vacuum of the p type doped GaN cap layer. This soft method makes it possible to avoid damages otherwise induced by post processing with reactive ion etching techniques. The GaN evaporation selectivity is demonstrated on AlN as well as on AlGaN barrier layers. Furthermore, by properly choosing the AlGaN barrier thickness and composition it is possible to co-integrate a normally-off with a normally-on device on the same substrate. Finally, a local area regrowth of AlGaN can complement this process to increase the maximum drain current in the transistors.

Details

ISSN :
13616641 and 02681242
Volume :
36
Database :
OpenAIRE
Journal :
Semiconductor Science and Technology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....69ae6aa826c48cf5ff5b41e9f97f08b4