目前能够在氮化物材料中实现注入隔离的离子种类很多,包括H+、He+、B+、N+、O+、F+、Ar+、Fe+、P+/He+[9,11,12,14-20]等。
Binari S C等人[14]指出,H+注入实现GaN高阻是存在问题的。对于相同的样品,接近表面的地方,H+注入产生的阻值远低于重离子。H离子注入器件在低温退火时阻值就降低很多,这会限制H+注入隔离器件只能在相对更低的设备中应用。当需要更深范围的注入时,H离子注入仍然有其独到之处。
Binari S C[14]和肖冬萍[12]等人都采用He+注入实现GaN隔离,实验结果表明,He+注入隔离工艺制造的A lGaN /GaN HEMT器件经过700℃退火后,隔离性能未发生退化。
李肖[9]和肖冬萍[12]等人采用B+注入实现对AlGaN/GaN HEMTs有源层的隔离。A lGaN /GaN异质结材料采用合适能量和剂量的B+注入可以获得很高的隔离电阻,并且隔离电阻具有700℃的热稳定性。
Kasai H等人[16]的最新研究表明,N+注入隔离能有效减小漏电流。与没有隔离层的器件相比,N+隔离的器件间漏电流降低了5个数量级。但是Binari S C的研究[14]认为,N+注入隔离对高温器件很有效,但是与He+离子注入相比,N+注入隔离需要更多的能量。
Shiu J Y等人[17]探索了O+的多能量注入隔离。文章认为,O+的的热稳定性优于H+、He+等轻离子;O+的注入能量小,减小损伤;多能量注入和更高的注入密度,可以确保AlGaN肖特基和GaN缓冲层有良好的热稳定性。
Werquin M等人[19]实验证明,Ar+离子注入AlGaN有源层可以实现器件隔离。隔离后静态和小信号CW频率测试显示很好的性能。
Umeda H等人[20]研究了AlGaN/GaN中采用Fe离子注入隔离,Fe注入隔离器件表现出突出的热稳定性。Fe离子能以最低形成能置换Ga,形成深能级,而其它离子不能形成深能级。在1200℃退火以后,Fe离子注入隔离区域的电阻率仍保持1010Ω/sq。Fe离子注入隔离器件1200℃退火后击穿电压为900V,而其它离子注入隔离器件将至400V甚至更低。
Hanington G等人[18]研究了AlGaN/GaN HEFT器件P/He共注入隔离技术进行。P/He共注入隔离后,在200℃时才来的方块电阻大于108Ω/□。在700℃高温退火后,材料仍保持高阻。
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