Abstrakt - Elektrotechnický ústav SAV



Elektrotechnický ústav, Slovenská akadémia vied Bratislava

Ing. Ján Kuzmík, CSc.

Technológia, vlastnosti a charakterizácia III-N tranzistorov s vysokou pohyblivosťou elektrónov

Autoreferát dizertačnej práce na získanie vedeckej hodnosti doktora technických vied

Vedný odbor: 26-35-9

Elektrotechnológia a materiály

Bratislava, 2009

Dizertačná práca bola vypracovaná na Elektrotechnickom ústave SAV

Uchádzač: Ing. Ján Kuzmík, CSc.

ElÚ SAV, Dúbravská cesta 9, 841 04 Bratislava

Oponenti: Doc. Ing. Vladimír Áč, FŠT TnUAD, Trenčín

Prof. Ing. Daniel Donoval, DrSc., FEI STU Bratislava

Prof. Ing. Mirek Husák, CSc., FEL ČVUT, Praha

Prof. Ing. Karol Marton, DrSc., FEI TU, Košice

Stanovisko k dizertačnej práci vypracoval Elektrotechnický ústav SAv, Bratislava

Autoreferát bol rozoslaný dňa:

Obhajoba dizertačnej práce sa koná dňa: .........................

o ................. hod. pred komisiou pre obhajobu doktorských dizertačných prác v odbore 26-35-9 „Elektrotechnológia a materiály“ v zasadačke Elektrotechnického ústavu SAV, Dúbravská cesta 9.

S dizertáciou je možné sa oboznámiť v knižnici Elektrotechnického ústavu SAV.

Doc. Ing. Peter Kordoš, DrSc.

predseda komisie pre obhajoby doktorských dizertačných prác v odbore 26-35-9 „Elektrotechnológia a materiály“

Elektrotechnický ústav SAv, Bratislava

Obsah

1. Úvod………………………………......................................2

2. Koncept InAlN/(In)GaN tranzistorov HEMT…...............5

3. Technológia III-N tranzistorov HEMT…..........................7

3.1. Plazmové leptanie..................................................7

3.2. Ohmické a Schottkyho kontakty...........................10

3.3. Izolácia hradla a pasivácia povrchu......................11

3.4. Analytické modelovanie pre optimalizovanie technológie...................................................................12

4. Vlastnosti III-N tranzistorov HEMT............................13

4.1. Vedenie prúdu v nehradlovaných štruktúrach......13

4.2 Prúdový kolaps.......................................................15

4.3. Vedenie prúdu a saturácia v III-N MOS HEMT-och................................................................................17

4.4. Prerazenie a degradácia III-N HEMT-ov.............18

4.4.1. Prerazenie v otvorenom stave...................... 18

4.4.2. Prerazenie v zatvorenom stave.....................20

5. Tepelná charakterizácia III-N HEMT-ov....................21

5.1. Samo-ohrev v ustálenom stave............................21

5.2. Samo-ohrev v prechodovom stave.......................22

5.3. Vyšetrovanie teplotného rozhrania tranzistorov HEMT.........................................................................23

5.4. Samo-ohrev vo viac-prstovom III-N tranzistore HEMT.........................................................................25

6. Zhrnutie a výhľad do budúcnosti...............................26

7. Literatúra......................................................................28

8. Štúdie uchádzača majúce väzbu na dizertačnú prácu.....31

9. Ďalšie štúdie uchádzača majúce väzbu na dizertačnú prácu.........................................................................................33

10. Citačný ohlas uchádzača...................................................34

Summary..................................................................................48

Zusammenfassung ..................................................................48

1. Úvod.

V poslednej dekáde, vynikajúce vlastnosti AlGaN/GaN tranzistorov boli demonštrované v oblasti výkonu aj rýchlosti, dosahujúc 30 W/mm mikrovlnného výkonu pri 4 GHz [1], alebo 1 kW výkon na zosilňovači (pri celkovej šírke hradla 36 mm) [2] a maximálnu frekvenciu oscilácií blízko 200 GHz [3]. Tranzistory na báze III-N polovodičov dosahujú najväčšie mikrovlnné výkony spomedzi všetkých súčiastok tuhej fázy súčasnosti. Ďalšia generácia pozemných staníc mobilnej komunikácie a kompaktné digitálne radary sú len niektoré príklady kde III-N súčiastky môžu vynásobiť efektivitu zosilňovačov.

Nitrid hliníka (AlN), nitrid gália (GaN), nitrid india (InN) a ich zlúčeniny pokrývajú široké energetické spektrum zakázaného pásu od 0.65 eV (pre InN), po 6.15 eV (pre AlN) [4]. Tranzistory HEMT na báze týchto zlúčenín sú výnimočné vďaka veľkej nespojitosti pásov na styku hetero-prechodov, vďaka vysokej tepelnej a chemickej odolnosti, a vďaka vysokej elektrickej pevnosti [5]. Avšak, pravdepodobne najexkluzívnejšou vlastnosťou III-N polovodičov je silné polarizačné pole pozdĺž c smeru polárnej wurzit štruktúry [6, 7]. Iónová väzba nitridov spolu s jednou osou symetrie spôsobuje spontánne polarizačné pole P0. Ak je prítomné pnutie v materiály, toto vedie k dodatočnému piezoelektrickému efektu s polarizačným polom Ppiezo. Celkové polarizačné pole vytvára fixný náboj na rozhraniach a tieto sú kompenzované mobilným nábojom. Následne môžme vytvárať III-N kvantové jamy s bezprecedentnou hustotou dvoj-rozmerného náboja nS, čo umožňuje rekordné prúdové a výkonové hustoty v tranzistoroch HEMT.

Avšak nezrelosť súčasného stavu technológie III-N tranzistorov stále ešte brzdí ich široké uplatnenie v priemysle. Je nedostatok III-N substrátov (v zmysle kvality, veľkosti a ceny) na homo-epitaxný rast (t.j. rast III-N vrstvy na III-N substrát), a tak iné náhradné materiály sú používané, ako napr. SiC a zafír. Mriežkové konštanty a konštanty teplotnej rozťažnosti alternatívnych substrátov sú odlišné od hodnôt III-N materiálových systémov a toto spôsobuje ťažkosti epitaxného rastu. Vznikajúce nedokonalosti a poruchy v III-N materiálovom systéme môžu zhoršovať vlastnosti súčiastky a predstavujú potenciálny zdroj degradácie. Je potrebné vyšetrovať parazitné efekty v tranzistoroch HEMT, ktoré majú súvis s materiálovými nedokonalosťami a s nedokonalosťami rozhraní.

Na druhej strane, špecifické problémy prípravy súčiastok vyplývajú väčšinou z vysokej chemickej odolnosti, stability a keramike podobných vlastností III-N materiálov, t.j. z vlastností materiálov ktoré sú ináč vhodné pre extrémne podmienky fungovania súčiastky. Je potrebné ďalej rozvíjať a optimalizovať techniky leptania materiálov, formovania kontaktov, izolovania hradla, pasivácie povrchu a iné.

Ďalšia výzva je viazaná na vysokú tepelnú záťaž a vysoké elektrické pole ktoré sú prítomné počas fungovania typického vysoko-výkonného III-N tranzistora HEMT. Extrémne pracovné podmienky môžu meniť parametre súčiastky a/alebo vyvolať jej degradáciu. Za účelom zabezpečenia optimálneho návrhu súčiastky, t.j. dosiahnutia minimálneho tepelného odporu, je potrebné vyvinúť a použiť vhodné metodiky teplotnej charakterizácie. Navyše, aby sme plne využili elektrickú pevnosť III-N materiálov a vyhli sa neočakávanému zlyhaniu súčiastky, je potrebné študovať a pochopiť mechanizmy elektrického prerazenia v tranzistoroch.

Nakoniec, je možné aplikovať aj „drastický“ spôsob prístupu pri vývoji III-N tranzistorov HEMT, návrhom a testovaním kompletne novej kombinácie III-N materiálov, ktorá sa líši od terajšieho AlGaN/GaN systému kvantovej jamy.

Predkladaná práca sa zaoberá technológiou, vlastnosťami a charakterizáciou tranzistorov na báze III-N polovodičov. Práca je založená na pôvodných publikáciách (ktoré citujú literatúru aktuálnu v čase publikovania článkov) a je rozdelená do šiestich kapitol.

Po úvode, návrh a analytické modelovanie nového konceptu tranzistora na báze InAlN/(In)GaN je uvedené v kapitole 2. Pôvodná idea InAlN/(In)GaN tranzistora HEMT [JK_EDL01, JK_SST02] zásadným spôsobom zmenila koncept III-N tranzistorov, kde napnutá AlGaN vrstva sa používa na GaN kanáli [1-3]. Nahradením AlGaN vrstvy vrstvou InAlN s molárnym obsahom hliníka 83 % je možné navrhnúť kvantovú štruktúru s mriežkovým prispôsobením a týmto eliminovať problémy spoľahlivosti súčiastky ktoré súvisia s možnou relaxáciou napnutej AlGaN vrstvy. Polarizácia v mriežkovo prispôsobenom In0.17Al0.83N/GaN systéme je poskytovaná výlučne spontánnou polarizáciou. Aj tak vysoký obsah hliníka v bariérovej vrstve (83 %) zabezpečuje samotnú spontánnu polarizáciu v In0.17Al0.83N/GaN systéme 2-3 x vyššiu ako súčet spontánnej a piezoelektrickej polarizácie v typickej AlGaN/GaN štruktúre (s obsahom hliníka okolo 30 %). Následne tento koncept ašpiruje na prielom vo výkonových vlastnostiach tranzistorov a predstavuje tak novú technologickú výzvu pre vedný odbor III-N polovodičov. Niektoré tieto nové výzvy sú obsahom kapitol 3 a 4. Na druhej strane oba koncepty InAlN/GaN aj AlGaN/GaN HEMT predstavujú spoločnú tematiku III-N polovodičov a kapitoly 3-5 prezentujú pôvodné výsledky taktiež z oblasti „konvenčných“ tranzistorov AlGaN/GaN.

Technologické problémy a optimalizovanie prípravy III-N tranzistorov sú analyzované v kapitole 3. Techniky suchého leptania plazmou pre izoláciu mesa [GP_WOC07], alebo pre zapustenie hradla [JK_SSTL02] môžu predpokladať podobné postupy pre AlGaN/GaN aj InAlN/GaN systémy. Na druhej strane technologické postupy kde povrchy samotné zohrávajú kľúčovú rolu, ako je príprava ohmických a Schottkyho kontaktov [JK_TED06], alebo izolácia hradla či pasivácia povrchu [JK_SST04, JK_TED08], technologický transfer z AlGaN/GaN na InAlN/GaN nie je priamy. Kapitola 3 taktiež prezentuje analytické modelovanie tranzistorov ako účinný nástroj pre optimalizovanie technológie [JK_TED06].

Analýza a pohľad do fyziky III-N tranzistorov HEMT sú uvedené v kapitole 4. Analýza vedenia prúdu v štruktúrach bez hradla (medzi dvoma ohmickými kontaktmi) je potrebná pre pochopenie fungovania oblastí emitor-hradlo a hradlo-kolektor. Je ukázané, že prítomnosť pascí je kľúčová [JK_JAP06]. Pre hradlované štruktúry, ako je tranzistor, povrch súčiastky môže mať ešte viac nepriaznivý vplyv na funkčnosť súčiastky následkom záchytu elektrónov ktoré sú emitované z hradla (tzv. efekt prúdového kolapsu) [JK_PSS07, JK_TED08]. Kapitola 4 ďalej poskytuje náhľad na jav prerazenia v HEMT-e v otvorenom stave [JK_APL03, JK_SSE04] a v zatvorenom stave [JK_PSS]. Taktiež je analyzovaný mechanizmus degradácie počas prerazenia [JK_SSE04].

Viaceré hypotézy boli publikované ohľadom vylepšených transportných vlastností v kanáli III-N tranzistora s izolovaným hradlom [8, 9]. V kapitole 4 je navrhnuté, že pokiaľ je hradlo izolované, okrem redukcie zvodov hradla, funkčnosť HEMT-u je vylepšená následkom zmeneného mechanizmu prúdovej saturácie v kanáli [GP_APL07, JK_TED08].

Nové charakterizačné metodiky III-N tranzistorov sú popísané v kapitole 5. Určovanie samo-ohrevu v ustálenom stave môže byť vykonané termo-elektrickou kalibráciou a iteráciou [JK_TED02]. Nie je tu požiadavka na separátne testovacie štruktúry ani potreba invázie do súčiastky. Analogický kalibračný prístup môže byť použitý aj na súčiastku v prechodovom stave [JK_TED05, JK_SSE07]. Tieto nové metodiky v kombinácií s optickou interferenčnou metódou [10] poskytujú detailný náhľad na samo-ohrev III-N HEMT-u s jedným alebo s viacerými prstami hradla [JK_TED05, JK_SSE07]. Kapitola 5 ukazuje, že je možné sledovať (v časovej aj priestorovej doméne) šírenie tepla nie len v laterálnom smere, ale aj prestup tepla a chladenie cez substrát [JK_JAP07], alebo únik tepla cez vrchnú metalizáciu [JK_SSE07].

Nakoniec kapitola 6 prezentuje výhľad do budúcnosti.

2. Koncept InAlN/(In)GaN tranzistorov HEMT.

Heterorozhranie kvantovej jamy HEMT-u je tvorené dvoma materiálmi: bariérou s veľkou šírkou zakázaného pásu a kanálovou vrstvou. Vývoj vysoko-výkonových III-N tranzistorov je historicky založený na systéme AlGaN/GaN. AlGaN je narastený na GaN s napnutím tak aby reprodukoval mriežkovú konštantu GaN. Pole piezoelektrického efektu v bariére je dane ako Ppiezo = (e31 - e33C31/C33) ε1, kde e31, e33 sú piezoeletrické konštanty, C31, C33 sú elastické konštanty, a ε1 = εxx + εyy je pnutie v rovine [6, 7]. Ak označíme a0 ako mriežkovú konštantu relaxovanej epitaxnej vrstvy (t.j. bez pnutia) a a ako mriežkovú konštantu po tom ako je aplikovane pnutie, potom pnutie ε1 môže byť počítané ako ε1 ’ 2(a - a0)/ a0 (pnutie v rovine sa považuje byť rovnaké vo všetkých smeroch, t.j. εxx = εyy.). Heterorozhranie kvantovej jamy má fixný polarizačný náboj ρ vyplývajúci z rozdielu ΔP0 v spontánnej polarizácií materiálov a z pnutia v bariérovej vrstve:

−ρ = [pic]·(Ppiezo + P0) (1)

Ak na danom rozhraní ρ je kladné, potom dvojrozmerný elektrónový plyn s hustotou n2DEG= ρ/q , kde q značí náboj elektrónu, sa vytvorí na rozhraní aby kompenzoval polarizačný náboj. Aby sme zvýšili výkon HEMT-u a aby sme umožnili nanometrový rozmer hradla je potrebné škálovať smerom dole hrúbku bariéry a súčasne zvýšiť n2DEG cestou zvýšenia celkovej polarizácie. Obr.1 zobrazuje schematicky závislosť šírky zakázaného pásu ΔEg od mriežkovej konštanty a0 rôznych III-N zlúčenín. Ako vidno, mriežková konštanta a0 sa zmenšuje s rastúcim obsahom hliníka. Takže aby sme zvýšili n2DEG v AlGaN/GaN kvantovej jame, zvýšenie pnutia v bariére zvýšením molárneho zlomku hliníka x sa zdá byť ako najschodnejšia cesta. Avšak, vážnou prekážkou tohto spôsobu je možná relaxácia bariérovej vrstvy, čo znižuje Ppiezo [6]. Navyše, kvalita kryštalografickej štruktúry klesá pre zvyšujúce sa x, nakoľko sa môžu vyskytnúť defekty. Na druhej strane ak InAlN nahradí AlGaN, potom pnutie v bariére môže byť minimalizované a dosahuje nulu pre In0.17Al0.83N mriežkovo prispôsobené k GaN [JK_EDL01, JK_SST02] (viď. Obr. 1).

| |AlN |GaN |InN |

|e31-(C31/ C33) |-0.86 |-0.68 |-0.90 |

|e33 | | | |

|a0 (Å) |3.112 |3.189 |3.548 |

|P0 (Cm-2) |-0.081 |-0.029 |-0.032 |

Tab. 1 Fyzikálne vlastnosti III-N binárnych polovodičov.

Tab.1 uvádza hodnoty relevantných fyzikálnych parametrov AlN, GaN a InN [1, 2]. Orientácia polarizácie závisí od polarity kryštálu, t.j. či katiónové (Ga, Al, In) alebo aniónové (N) väzby smerujú k povrchu. Katiónová polarita sa môže predpokladať pre vhodne narastené kvalitné III-N vrstvy [6, 7]. Pole spontánnej polarizácie P0 ternárnych zlúčenín môže byť vyrátané pomocou Vegardovho pravidla: P0(AxB1-xC) = P0(BC) + x(P0(AC)- P0(BC)). Toto pravidlo môže byť analogicky použité aj na ostatné fyzikálne parametre uvedené v Tab.1.

| |Δ P0 (ecm-2) |Ppiezo |Ptotal |

| | |(ecm-2) |(ecm-2) |

|Al0.2Ga0.8N/GaN |6.5 x 1012 |5.32 x 1012 |1.18 x 1013 |

|In0.17Al0.83N/GaN |2.73 x 1013 |0 |2.73 x 1013 |

|In0.17Al0.83N/ |2.71 x 1013 |1.1 x 1013 |3.81 x 1013 |

|In0.10Ga0.90N | | | |

Tab. 2 Polarizačné efekty vybraných štruktúr, podľa JK_EDL01.

Tab. 2 porovnáva vypočítané fyzikálne parametre konvenčného systému AlGaN/GaN kvantovej jamy s  novým systémom InAlN/(In)GaN. InGaN bol zvolený ako alternatívny materiál pre kanál s výhľadom na vysokú elektrónovú mobilitu a vylepšené ohraničenie nosičov v kvantovej jame [11]. V každom prípade, oba polarizačné efekty (piezo Ppiezo and diferenciálny spontánny ΔP0) majú rovnakú orientáciu, čo vedie k vysokej hodnote celkového fixného náboja Ptotal, viď. Tab. 2. Vysoké hodnoty Ptotal sú očakávané pre nové kompozície, s rekordnými hodnotami pre In0.10Ga0.90N kanál napnutý medzi GaN a In0.17Al0.83N.

3. Technológia III-N tranzistorov HEMT.

3.1. Plazmové leptanie.

Nízke zvody hradlo-kolektor a emitor-hradlo (v zatvorenom stave) sú potrebné na správnu funkčnosť tranzistora, t.j. aby sa zabezpečili nízka spotreba tranzistora v zatvorenom stave a vysoké prierazné napätie. Pre izoláciu v technológií III-N je potrebné vyvinúť a použiť techniky plazmového leptania reaktívnymi iónmi (RIE), pretože neexistujú vhodné mokré techniky. Avšak poškodenie povrchu polovodiča plazmou môže spôsobovať dodatočné zvody cez kontaktovú plochu hradla (t.j. mimo aktívnej oblasti HEMT-u). Rôzne módy plazmového leptania a rôzne plyny boli testované v predkladanej práci [GP_WOC07]. Konkrétne mesa leptanie pre InAlN/GaN HEMT bolo pripravené pomocou plazmy SiCl4 v móde induktívne viazanej plazmy (ICP RIE), aby sa tým zabezpečila čo najvyššia leptacia rýchlosť, alebo pomocou plazmy SiCl4 v móde reaktívnych iónov (RIE), aby sa minimalizovalo poškodenie v dôsledku vysokej hustoty plazmy (módu ICP), alebo použitím Ar plynu v móde RIE, aby sa minimalizovala chemická kontaminácia povrchu, resp. poškodenie v dôsledku chemického komponentu leptania. Izolácia bola kontrolovaná meraním zvodov medzi dvoma ohmickými kontaktmi oddelenými leptanou oblasťou (100 μm šírka, 50 μm vzdialenosť). Zvody cez hradlovú kontaktovú plochu boli vyhodnocované zo závernej charakteristiky diódy hradlo-emitor. Navyše, faktor ideality Schottkyho kontaktu hradla je porovnávaný s faktorom ideality kruhovej testovacej Schottky štruktúry, ktorá nemá kontaktovaciu plochu na leptanom povrchu. Toto porovnanie je užitočné na vyhodnotenie plazmového poškodenia GaN povrchu pod kontaktovou plochou, nakoľko faktor ideality Schottkyho kontaktu je citlivý na každý odklon od ideálneho termo-polového emisného prúdového mechanizmu (spôsobeného napr. generačno-rekombinačným procesom cez pasce). Najlepšie charakteristiky Schottkyho kontaktu (s najnižšími závernými prúdmi a s najnižším faktorom ideality) boli dosiahnuté s Ar plazmou v móde RIE, t.j. s technikou ktorá zabezpečuje najmenšie poškodenie povrchu polovodiča.

Zapustenie hradla je ďalší technologický krok kde plazmové leptanie môže byť využité. Zapustenie môže zvýšiť prierazné napätie hradla [12] a taktiež môže byť kľúčové pri príprave HEMT-u pracujúceho v režime ochudobnenia [13]. Na druhej strane poškodenie povrchu polovodiča plazmou spôsobuje degradáciu materiálu [14-16] a zvody na Schottkyho kontakte [17-19]. Rýchle tepelné žíhanie (RTA) pred depozíciou kovu hradla bolo použité pre GaN diódy za účelom odstránenia poškodenia [17-19]. Avšak žiadne práce neboli publikované, ktoré by popisovali odstránenie poškodenie povrchu použitím RTA po depozícií hradlovej metalizácie tak, aby proces bol kompatibilný s postupom prípravy HEMT-u. Podobne, len málo informácií bolo publikovaných o tranzistoroch AlGaN/GaN s zapusteným hradlom [20-22]. V tejto práci [JK_SSTL02] vyšetrujeme vplyv RTA na vlastnosti Pt Schottkyho hradla ktoré je pripravené na AlGaN povrchu po aplikácií plazmy v móde elektrónovej cyklotrónovej rezonancie (ECR RIE). Leptanie bolo aplikované v zmesi plynov Ar/Cl2/H2/CH4, kalibrovaná leptacia rýchlosť AlGaN bola 5 nm-1. Po vytvarovaní kovu, RTA bolo aplikované na 40 sekúnd pri 350, 450 alebo 550 °C. Obr. 2 ukazuje J-V charakteristiky Pt(AlGaN/GaN Schottkyho diód s rôznou úpravou povrchu a s rôznymi režimami žíhania. Referenčná, neleptaná vzorka (č. 1 na obr. 2) a ECR RIE vzorka s RTA pri 450°C (č. 4) vykazujú takmer identické výšky bariéry (φb= 0.91eV) a takmer 10–násobné potlačenie zvodov pri -2 V je pozorované pre leptanú vzorku.

3.2. Ohmické a Schottkyho kontakty.

Nový koncept InAlN/GaN tranzistorov vyžaduje detailnú štúdiu prípravy ohmických a Schottkyho kontaktov [JK_TED06]. Použitá metalizácia ohmického kontaktu pozostáva z 35 nm Ti/ 200 nm Al/40 nm Ni/ 50 nm Au. RTA bolo aplikované na zlievanie kontaktov, v N2 atmosfére počas 120 sekúnd na definovanej teplote. Testovali sme teploty od 500 (C do 900 (C. Metodika transmisného lineárneho modelu (TLM) [23] bola použitá na určovanie plošného odporu kanála RCH, a špecifického a kontaktného odporu kontaktu RC, ρC. Pre Schottkyho kontakty sme testovali 30 nm Ni alebo Pt s prekrytím 150 nm Au. Obr. 3 ukazuje závislosť RC a RCH na teplote žíhania T. Hodnota RCH slúži ako indikátor transportných vlastností a teplotnej stability InAlN/GaN kvantovej jamy po RTA. Najlepšie RC = 0.7 Ωmm a ρC = 4.7 x 10-6 Ωcm2 bolo dosiahnuté pre RTA pri T = 850(C. Avšak pri tejto teplote nárast RCH indikuje zhoršenie transportu v kanáli a je nutne voliť RTA pri T = 800(C.

Výška Schottkyho bariéry je daná buď rozdielom výstupnej práce z polovodiča a z kovu, t.j. výber kovu môže byť rozhodujúci, alebo ukotvením Fermiho hladiny [24]. Eventuálne oba tieto mechanizmy sa uplatňujú. Obr. 4 ukazuje I-V charakteristiky Ni a Pt Schottkyho kontaktov na InAlN. Pt/InAlN kontakty vykazujú nižšie zvody, vyššiu barieru (0.84 eV pre Pt oproti 0.5-0.7 eV pre Ni) a nižší faktor ideality (1.46 oproti 2.2-2.7 pre Ni). Pt sa zdá optimálnejšiou voľbou, avšak pre oba prípady sa zdá, že dominuje ukotvenie Fermiho hladiny, alebo transport cez tenkú defektnú vrstvu [25].

3.3. Izolácia hradla a pasivácia povrchu.

Zvod cez hradlo je význačným limitujúcim faktorom ktorý určuje funkčnosť a spoľahlivosť konvenčných tranzistorov AlGaN/GaN HEMT [26]. Preto sa často používa tenká dielektrická izolačná vrstva medzi hradlo a AlGaN bariérovú vrstvu, čo vedie ku konceptu MOS HEMT [26-30, A_JK_SST04].

Dielektrikum bolo použité aj ako pasivačná vrstva povrchu medzi kontaktami [27, 30]. Následne pasce na povrchu AlGaN môžu byť pasivované. Kolaps kolektorového prúdu, ktorý sa prejavuje tiež ako oneskorenie pulzných charakteristík za dc charakteristikami, je takto redukovaný spolu s izoláciou hradla [27, 30]. Na druhej strane aplikovaním hradlovej izolácie vzdialenosť hradlo-kanál narastá a to sa prejavuje posuvom prahového napätia VT, poklesom kapacity hradla CGS a strmosti tranzistora gm [26-30, A_JK_SST04]. Použitie dielektrík s vysokou dielektrickou konštantou kox môže eliminovať tieto zhoršenia, tak ako to bolo dokumentovane pre AlGaN/GaN (Al2O3 (kox ( 9) [29], HfO2 (kox ( 20 - 25) [27] alebo ZrO2 (kox ( 23-30) [A_JK_SST04, 30, 31]).

V predkladanej štúdií InAlN/AlN/GaN MOS HEMT-y sú prezentované s izoláciou hradla pomocou ZrO2 alebo HfO2, pričom dielektrikum pasivuje súčasne aj povrch súčiastky [JK_TED08]. Obr. 5 ukazuje hradlové I-V charakteristiky pripraveného tranzistora. Silnú redukciu zvodových prúdov izolovaných hradiel oproti Schottkyho hradlu je možné pozorovať. Obrázok 6 ukazuje jednosmerne a pulzné výstupné charakteristiky (a) HEMT-u s Schottkyho kontaktom, ktoré možno porovnať s (b) MOS HEMT-om s izolovaným hradlom pomocou ZrO2. Nepasivovaný tranzistor (obr. 6a) potvrdzuje výrazné oneskorenie pulzných charakteristík za jednosmernými charakteristikami (hlavne pre VGS = 0 V) v lineárnej oblasti tak ako sa to predpokladá pre prúdový kolaps [JK_PSS07]. Na druhej strane po pasivácií (obr. 6b) pozorujeme zhodu pulzných a jednosmerných charakteristík v lineárnej oblasti čo potvrdzuje stabilný povrchový potenciál na InAlN.

3.4. Analytické modelovanie pre optimalizovanie technológie.

Prvé experimentálne výsledky tranzistorov InAlN/GaN [JK_TED06] ukazovali charakteristiky ktoré značne zaostávali za teoretickými predpokladmi [JK_EDL01, JK_SST02]. Analýza potvrdila, že viaceré parametre HEMT-u neboli optimálne (pohyblivosť nosičov, kontaktový odpor, dľžka hradla, a pod.). Bolo žiaduce analyzovať tieto faktory pomocou modelu [JK_TED06]. Prevodové a strmostné charakteristiky tranzistora InAlN/GaN boli vyrátané pomocou analytického modelu [JK_EDL01, JK_SST02].

Ďalej, použitím analytického modelu tri alternatívne spôsoby zvýšenia parametrov InAlN/GaN HEMT-u boli analyzované: (viď. Tab. 3): (i) Odpor emitora je vylepšený zmenšením vzdialenosti emitor-hradlo na 0.5 μm, a zmenšením RC na 1 Ωmm, (ii) dľžka hradla je skrátená na 200 nm, alebo (iii) elektrónová pohyblivosť je vylepšená na 1000 cm2V-1s-1. Analytický model nepokrýva všetky aspekty komplexnosti fungovania tranzistora, viac-menej môže byť použitý ako ilustratívny nástroj na popísanie problémov technológie InAlN/GaN HEMT-ov a na návrh riešení.

Vyrátané a experimentálne charakteristiky sú zobrazené na obr. 7 a, b. Na porovnanie predpokladaných vylepšení, považujeme hodnoty „model experimentu“ IDSO ~ 1.35 A/mm a gm = 165 mS/mm ako referenčné hodnoty, viď. Obr. 7 a, b. Alternatíva (i) prináša vylepšenie v strmosti gm až do 315 mS/mm, ale žiadne vylepšenie v prúde IDSO. Alternatíva (ii), skrátenie dĺžky hradla, prináša len malé vylepšenie v gm, ale jasné vylepšenie v IDSO (až 2.9 A/mm, z hodnoty 1.35 A/mm). Simultánne a jasné vylepšenia oboch simulovaných dc parametrov možno dosiahnuť iba keď elektrónová mobilita je vylepšená, alternatíva (iii), dosiahnutím gm = 275 mS/mm and IDSO = 2.8 A/mm. Tieto dramatické vylepšenia možno pochopiť zvážením zmien v charaktere elektrónového transportu v kanáli tranzistora ak pohyblivosť sa zvýši.

4. Vlastnosti III-N tranzistorov HEMT.

4.1. Vedenie prúdu v nehradlovaných štruktúrach. Vyšetrovanie driftovej a saturačnej rýchlosti elektrónov (vdr resp. vsat) v kanáli HEMT-u je prioritné z hľadiska rýchlosti HEMT-u [JK_JAP06]. Hodnota vsat bola určovaná buď z HEMT parametrov malého signálu [32], alebo z pulzných a/alebo z jednosmerných I-V charakteristík nehradlovaných TLM štruktúr ako:

vsat = Isat / q n2DEG W (2)

V našom prípade AlGaN/GaN TLM [JK_JAP06], ak aplikujeme (2) dostaneme v pulznom režime vsat ~ 1 x 107 cm/s pri kritickom poli Ecr ~10 kV/cm pre vzdialenosť TLM kontaktov LTLM = 2 μm, resp. vsat ~ 1 x 106 cm/s pri Ecr ~ 1 kV/cm pre LTLM = 32 μm. Tieto hodnoty sú v súlade s predchádzajúcimi experimentmi na TLM [33-36], ale sú podstatne nižšie ako teoretické hodnoty. Ako sa ukazuje, rovnica (2) nepopisuje vedenie prúdu a saturačný mechanizmus v III-N TLM štruktúrach patrične. Predpokladáme, že hlavná príčina nesúladu je chybný predpoklad konštantného n2DEG pozdĺž kanála. Predpokladáme, že povrchový potenciál AlGaN bariéry nie plávajúci, ako sa všeobecne predpokladá pre nehradlované štruktúry [37], ale je daný a nabíjaný nábojmi, ktoré sú injektované z kontaktov. Pre GaAs bolo publikované, že elektróny môžu byť injektované z katódy a následne zachytené na povrchu [38]. Následne, profil potenciálu pozdĺž povrchu polovodiča Vsurface(x) nerastie lineárne od katódy k anóde, ale je ovplyvnený prítomnosťou povrchového náboja [38]. Ak podobný mechanizmus predpokladáme pre AlGaN/GaN, potom n2DEG(x) sa mení pozdĺž kanála sledujúc zmeny potenciálu kanál-povrch Vchannel(x) - Vsurface(x). Tento efekt je schematicky znázornený na obr. 8, kde AlGaN/GaN TLM štruktúry s korešpondujúcimi distribúciami Vchannel (x), Vsurface(x) a n2DEG(x) sú zobrazené pre prípad (a) plávajúceho potenciálu a (b), (c) nabitých povrchov.

TLM štruktúra nemôže byť považovaná za bezhradlovú štruktúru, kde rovnica (2) platí, ale skôr pripomína model tranzistora riadeného polom. Vsurface(x) môže byť považované za VG virtuálneho hradla a následne ak náboj je injektovaný a zachytený na povrchu a Vsurface(x) je ohnutý k 0 V (viď. Obr. 8 (b)), toto bude znižovať vsat. Naše poznatky sú dôležité pre pochopenie parazitného efektu dynamického odporu emitora pozorovaného v AlGaN/GaN HEMT-e [39] a predpokladá, že povrchové stavy sú zodpovedné za zdanlivo nízke experimentálne vsat.

4.2 Prúdový kolaps.

InAlN/GaN tranzistory HEMT sú excelentný kandidát pre vysoko výkonové a vysoko frekvenčné aplikácie [JK_EDL01, JK_TED06, 41]. Na druhej strane HEMT tranzistory na báze AlGaN/GaN sú známe tým že trpia na efekt pascí čo súvisí s povrchovými stavmi [40, 42]. Existencia povrchových stavov je spojená s polarizačným efektom, pretože povrchové stavy poskytujú nábojovú neutralitu na povrchu súčiastky [43]. Zapĺňanie povrchových stavov v oblasti hradlo-kolektor elektrónmi môže vyprázdniť n2DEG v AlGaN/GaN kvantovej jame [42]. Následne pozorujeme kolaps v kolektorovom prúde, resp. oneskorenie hradla (OH) ak aplikujeme kladný pulz na hradlo.

Na druhej strane silná modulácia povrchového potenciálu AlGaN následkom emisie elektrónov z ohmických kontaktov bola popísaná inde [JK_JAP06] a toto pripomína situáciu ak pulz je aplikovaný na kolektore a hovoríme o oneskorení kolektora (OK). V tejto práci [JK_PSS07] je OH a OK efekt vyšetrovaný v nových nepasivovaných HEMT tranzistoroch (GaN)/InAlN/GaN a InAlN/AlN/GaN.

Pulzné OH charakteristiky InAlN/GaN HEMT-u v rôznych časových okamihoch na obr. 9 vykazujú značnú redukciu prúdu v lineárnej časti (IDSL) oproti ustálenému stavu, ale dosahujú identickú hodnotu v saturácií (IDSS). Na druhej strane v OK experimente (obr. 10), IDSL je takmer nezmenené v čase, ale jasný pokles s časom je pozorovaný pre IDSS. Zmeny v IDSS môžu byť analyticky vyjadrené ako [JK_TED05]:

ΔIDSS = -gm IDSS ΔRS (3)

kde ΔRS je zmena odporu emitora. Ak iba IDSL sa mení (t.j. iba odpor kolektora RD a IDSS sa nemení (obr. 9), pre zmenu IDSL môžeme písať:

ΔIDSL = VDSL /(RDS +ΔRD) -(VDSL /RDS) (4)

RDS je celkový odpor od emitora po kolektor v lineárnom režime. Následne prechodové stavy v tranzistore môže byť popísané dynamickými zmenami v RS a RD, ktoré sú kontrolované povrchovým nábojom. Transienty v náboji medzi hradlom a kolektorom vysvetľujú OH efekty, a podobne zmeny medzi emitorom a hradlom vysvetľujú OK efekty. Následne predpokladáme, že injekcia elektrónov z emitora (OK efekt), alebo z hradla a záchyt náboja na povrchu sú zodpovedné za transienty. Hustota zachytených elektrónov NT môže byť počítaná ako:

NT (t) = n2DEG ΔRD(S)(t) / RD(S)(t) (5)

kde zmeny v parazitných odporoch sú definované vzhľadom na predpokladaný stav bez záchytu, t.j. ΔRD(t) = RDS(t~() - RDS(t) pre prípad OH efektu, a RS(t) =ΔRS(t) + RS(t~0) pre OK efekt. Obr. 11 ukazuje NT (t) odhadnutý z časovo závislej výstupnej charakteristiky oboch InAlN/GaN (obr. 9 a 10) a GaN/InAlN/GaN (neukázané) tranzistorov použitím popísanej metodiky.

4.3. Vedenie prúdu a saturácia v III-N MOS HEMT-och.

Predkladaná štúdia [GP_APL07] popisuje činnosť InAlN/GaN MOS HEMT-u s izoláciou hradla pomocou Al2O3 dielektrika. Porovnanie gme a transfer charakteristík MOS a Schottky kontaktu (SB) HEMT-ov na obr. 12 potvrdzuje, že napriek posuvu VT po izolácií hradla, gme môže byť vyššie pre MOS HEMT. Pre vysvetlenie gme a transfer charakteristík sme použili analytické modelovanie gme závislosti od pohyblivosti μCH, pre obe experimentálne charakteristiky MOS a SB HEMT-ov s LG = 2 μm, ale tiež pre hypotetické súčiastky s LG = 100 nm, viď. obr. 13.

Dve μCH oblasti sú vyznačené na obr. 13: „A“ predstavuje typický tranzistor HEMT na báze GaN (μCH < 2000 cm2V-1s-1), zatiaľ čo „B“ odpovedá μCH typických hodnôt pre GaAs alebo InP tranzistory (μCH > 4000 cm2V-1s-1). Výsledky ukazujú, že v regióne „A“ gme môže silne závisieť od μCH, a evidentne nie je úmerný CGS. Navyše, pre LG = 2 μm (100 nm) a μCH ( 1000 (500) cm2V-1s-1 vidíme, že ak μCH je vylepšená následkom izolácie hradla, gme MOS HEMT-u môže byť dokonca vyššia ako pre SB HEMT. Len v regióne „B“ vzťah gm = vsat CGS / LG platí bezpodmienečne. Táto vlastnosť môže byť dôsledok rozdielneho mechanizmu prúdovej saturácie v tranzistoroch na báze GaN a na báze GaAs resp. InP. Zatiaľ čo model kompletnej saturácie elektrónovej rýchlosti je aplikovateľný pre typický tranzistor na báze GaAs, resp. InP, t.j. pri dosiahnutí saturácie rýchlosti elektróny sa pohybujú saturačnou rýchlosťou prakticky pozdĺž celého kanála [44], pre niektoré tranzistory na báze GaN v podstatnej časti kanála elektróny iba akcelerujú, t.j. vd < vsat. Model kompletnej saturácie je relevantný len ak VPO >> 3 LG x vsat /μCH kde VPO je napätie zovretia [44]. Aby sa táto podmienka splnila pre napr. μCH ~ 1000 cm2V-1s-1 je potrebné aby LG 2 μs pozorujeme väčší signál na kolektore, Δ(B > Δ(A. Rozdiel sa stráca po pulze (t = 30 μs). Za účelom interpretácie je potrebné zvážiť, že Δ((x) odpovedá tepelnej energií v polovodiči resp. v substráte, a nie tej časti energie, ktorá unikne do kovovej štruktúry mostíka. Následne hlbšie údolie v pozícií „A“ je následok lepšieho odvodu tepla na mieste vzdušného mostíka na rozdiel od obyčajného kolektorového kontaktu. Optický signál na obr. 24 môže byť priamo vzťahovaný na teplotnú mierku (viď. mierku na pravej strane, iba pre t = 2 a 6 µs). Pre t = 6 µs možno pozorovať 25 K rozdiel medzi teplotou v strede emitora (pozícia „A“) a kolektorom (pozícia „B“), čo reprezentuje asi 25 % rozdiel.

6. Zhrnutie a výhľad do budúcnosti.

Táto práca prezentuje nasledujúce pôvodné práce a novosti: koncept InAlN/(In)GaN HEMT (kapitola 1), technologické overenie konceptu InAlN/GaN HEMT-u a optimalizácia technológie pomocou analytického modelu (kapitola 2), nový model popisujúci mechanizmus prúdovej saturácie v nehradlovaných III-N kvantových štruktúrach (kapitola 3), prvé experimentálne overenie a model efektu opozdnenia v InAlN/GaN HEMT-och (kapitola 3), prvé testovanie ZrO2 v III-N technológií [A_JK_SST04] a prvé testovanie InAlN/GaN MOS HEMT-u spolu s modelom pre prúdovú saturáciu v III-N MOS HEMT-och (kapitola 4), vysvetlenie mechanizmov prerazenia v InAlN/GaN HEMT-och (kapitola 4), nové elektrické metodiky tepelnej charakterizácie III-N HEMT-ov v dc a transientnom stave (kapitola 5), vyšetrovanie a porovnanie tepelného odporu rozhrania v III-N HEMT-och na rôznych podložkách (kapitola 5), a prvé pozorovanie prechodových teplotných efektov v viac-prstovom III-N HEMT-e (kapitola 5).

Potenciálne aplikácie III-N vysoko-výkonových zosilňovačov v obrannom a priemyselnom využití posúvajú výkonové limity nad úroveň 1 kW. Potvrdením konceptu InAlN/GaN tranzistora HEMT sa tieto hodnoty stávajú viac reálnymi. Na druhej strane, možno hlavným limitujúcim faktorom pre takéto hodnoty výkonu sa stáva problém odvodu stratového tepla zo súčiastky. Ako bolo ukázané v kapitole 5.3, metóda chladenia kanála tranzistora HEMT odvodom tepla cez substrát má dve vážne obmedzenia: jedno je reprezentované nenulovým časovým intervalom potrebným na to, aby tepelná vlna z kanála dosiahla substrát, a druhé je reprezentované tepelným odporom na rozhraní GaN/substrát. Následne, aj pre perfektne chladiace substráty ako je diamant, alebo kompozit Si/diamant, je tu stále nebezpečie značného samo-ohrevu. Riešením môže byť zmena konceptu chladenia, použitím chladiča a odvodom tepla „z vrchu“ namiesto odvodu tepla cez substrát, podobne ako to bolo popísane v kapitole 5.4 pre vzdušné mostíky. Nový európsky projekt MORGAN má za cieľ vývoj 1 kW InAlN/GaN (MOS) HEMT-u kde teplo bude odvádzané cez diamantové plátovanie umiestnené na vrchu tranzistora pozdĺž celého kanála. Predkladateľ tejto práce je aktívne zapojený to tohto projektu ako vedúci pracovnej skupiny.

7. Literatúra.

[1] Y. F. Wu, A. Saxler, M. Moore, R. P. Smith, S. Sheppard, P. M. Chavarkar, T. Wisleder, U.K. Mishra, and P. Parikh, IEEE Electron Dev. Lett. 25, 117 (2004).

[2] E. Mitani, M. Aojima and S. Sano, Proc. 2nd European Microwave Integrated Circuits Conference, p.176, October 2007, Munich.

[3] M. Higashiwaki, N. Onojima, T. Matsui, and T. Mimura, phys. stat. sol. (a) 203, 1851 (2006).

[4] E. Iliopoulos, A. Adikimenakis, C. Giesen, M. Heuken, and A. Georgakilas, Applied Phys. Lett. 92, 191907 (2008).

[5] M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, M. S. Shur, Properties of Advanced Semiconductor Materials (Wiley, New York, 2001).

[6] Ambacher O, Foutz B, Smart J, Shealy J R, Weimann N G, Chu K, Murphy M, Sierakowski A J, Schaff W J, Eastman L F, Dimitrov R, Mitchell A, Stutzmann, Journal of Applied Physics 87, 334 (2000).

[7] Morkoc H, Cingolani R, and Gil B, Solid-State Electronics 43, 1909 (1999).

[8] M. Marso, G. Heidelberger, K. M. Indlekofer, J. Bernat, A. Fox, P. Kordoš, and H. Lüth, IEEE Trans. Electron Devices, vol. 53, 1517 (2006).

[9] P. Kordoš, D. Gregušova, R. Stoklas, K. Čičo, and J. Novak, Appl. Phys. Lett. 90, 123513 (2007).

[10] D. Pogany, S. Bychikhin, Ch. Fürböck, M. Litzenberger, E. Gornik, G. Groos, K. Esmark, and M. Stecher, IEEE Trans. Electron Devices 49, 2070 (2002).

[11] S.J.Pearton, J.C.Zolper, R.J.Shul, and F.Ren, J. Appl. Phys. 86, 1 (1999).

[12] M. Kuraguchi, Y. Takada, T. Suzuki, M. Hirose, K. Tsuda, W. Saito, Y. Saito, I. Omura, phys. stat. sol. (a), 2010 (2007).

[13] Y. Pei, R. Chu, N. A. Fichtenbaum, Z. Chen, D. Brown, L. Shen, S. Keller, S. P. DenBaars, U. Mishra, , Jap. J. Appl. Phys. 46, L1087 (2007).

[14] R. Dimitrov, V. Tilak, W. Yeo, B. Green, H. Kim, J. Smart, E. Chumbes, J. R. Shealy, W. Schaff, L. F. Eastman, C. Miskys, O. Ambacher, and M. Stutzmann, Solid State Electronics 44, 1361 (2000).

[15] S. J. Pearton, C. R. Abernathy, C. B. Vartuli, J. W. Lee, J. D. Mackenzie, R. G. Wilson, R. J. Shul, F. Ren, J. M. Zavada, J. Vac. Sci. Technol. A 14, 831 (1996).

[16] B. Molnar, C. R. Eddy JR, and K. Doverspike, J. Appl. Phys. 78, 6132 (1995).

[17] A. T. Ping, A. C. Schmitz, I. Adesida, M. Asif Khan, Q. Chen, and J. W. L. Yang, Journal of Electronic Materials 26, 266 (1997).

[18] F. Ren, J. R. Lothian, S. J. Pearton, C. R. Abernahty, C. B. Vartuli, J. D. Mackenzie, R. G. Wilson, R. F. Karlicek, Journal of Electronics Materials 26, 1287 (1997).

[19] X. A. Cao, S. J. Pearton, G. T. Dang, A. P. Zhang, F. Ren, and J. M. Van Hove, IEEE Trans. on Electron. Devices 47, 1320 (2000).

[20] J. Burm, W. J. Schaff, G. H. Martin, L. F. Eastman, H. Amano, and I. Akasaki, Solid State Electronics 41, 247 (1997).

[21] T. Egawa, H. Ishikawa, M. Umeno, and T. Jimbo, Applied Physics Letters 76, 121 (2000).

[22] CH. H. Chen, S. Keller, E. D. Haberer, L. Zhang, S. P. Denbaars, E. L. Hu, and U. K. Mishra, J. Vac. Sci. Technol. B 17, 2755 (1999).

[23] D. K. Schroder, “Semiconductor Material And Device Characterization,” second edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto 1998, pp. 143-166.

[24] E. H. Rhoderick and R. H. Williams, “Metal-Semiconductor Contacts”, second edition, Clarendon Press, Oxford 1988, pp. 11-98.

[25] Hideki Hasegawa and Susumu Oyama, J. Vac. Sci. Technol. B 20, 1647 (2002).

[26] V. Adivarahan, J. Yang, A. Koudymov, G. Simin, and M. Asif Khan, IEEE Electron Device Lett. 26, 535 (2005).

[27] C. Liu, E. F. Chor and L. S. Tan, Semicond. Sci. Technol., 22, 522 (2007).

[28] M. Marso, G. Heidelberger, K. M. Indlekofer, J. Bernat, A. Fox, P. Kordoš, and H. Lüth, IEEE Trans. Electron Devices 53, 1517 (2006).

[29] P. Kordoš, D. Gregušova, R. Stoklas, K. Čičo, and J. Novak, Appl. Phys. Lett. 90, 123513 (2007).

[30] Y. Dora, S. Han, D. Klenov, P. J. Hansen, K. No, U. K. Mishra, S. Stemmer, and J. S. Speck, J. Vac. Sci. Technol. B24, 575 (2006).

[31] S. Rai, V. Adivarahan, N. Tipirneni, A. Koudymov, J. Yang, G. Simin, and M. A. Khan, Jap. J. Appl. Phys. 45, 4985 (2006).

[32] C. H. Oxley and M. J. Uren, IEEE Trans. on El. Dev. 52, 165 (2005).

[33] S. A. Vitusevich, S. V. Danylyuk, N. Klein, M. V. Petrychuk, A. Yu. Avksentyev, V. N. Sokolov, V. A. Kochelap, A. E. Belyaev, V. Tilak, J. Smart, A. Vertiatchikh, L. F. Eastman, Appl. Phys. Lett. 82, 748 (2003).

[34] B. A. Danilichenko, S. E. Zelensky, E. Drok, S. A. Vitusevich, S. V. Danylyuk, N. Klein, H. Lüth, A. E. Belyaev, A. Kochelap, Appl. Phys. Lett. 85, 5421 (2004).

[35] L. Ardaravičius, A. Matulionis, J. Liberis, O. Kiprijanovic, M. Ramonas, L. F. Eastman, J. R. Shealy, A. Vertiatchikh, Appl. Phys. Lett. 83, 4038 (2003).

[36] L. Ardaravičius, M. Ramonas, O. Kiprijanovic, J. Liberis, A. Matulionis, L. F. Eastman, J. R. Shealy, X. Chen, Y. J. Sun, phys. stat. sol. (a) 202, 808 (2005).

[37] M. Shur, GaAs Devices and Circuits, Plenum Press New York and London, 358 (1987).

[38] H. Hasegawa, T. Kitagawa, T. Sawada, H. Ohno, Electron. Lett. 20, 561 (1984).

[39] T. Palacios, S. Rajan, A. Chakraborty, S. Heikman, S. Keller, S. P. DenBaars, U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Dev. 52, 2117 (2005).

[40] G. Meneghesso, G. Verzellesi, R. Pierobon, F. Rampazzo, A. Chini, U. K. Mishra, C. Canali, and E. Zanoni, IEEE Trans. Electron Dev. 51, 1554 (2004).

[41] F. Medjdoub, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, M. A. Py, N. Grandjean, S. Vandenbrouck, C. Gaquière, J. C. Dejaeger and E. Kohn, Electronics Lett. 42, 779 (2006).

[42] R. Vetury, N. Q. Zhang, S. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. on Electron Devices 48, 560 (2001).

[43] J. P. Ibbetson, P. T. Fini, K. D. Ness, S. P. DenBaars, J. S. Speck, and U. K. Mishra, Applied Physics Letters 77, 250 (2000).

[44] M. S. Shur, GaAs Devices and Circuits, Plenum Press (New York and London 987), pp. 309-320, p. 550.

[45] N. Dyakonova, A. Dickens, M. S. Shur, R. Gaska, and J. W. Yang, Applied Physics Letters 72, 2562 (1998).

[46] W. S. Tan, P.A. Houston, P.J. Parbrook, D.A. Wood, G. Hill, and C.R. Whitehouse, Applied Physics Letters 80, 3207 (2002).

[47] N.A. Kozlov, V.F. Sinkevitch and V. A. Vashchenko, Electronics Letters 28, 1265 (1992).

[48] Y. Ohno, T.Nakao, S. Kishimoto, K. Maezawa and T. Mizutani, Appl. Phys. Lett. 84, 2184 (2004).

[49] W. S. Tan, P. A. Houston, P. J. Parbrook, D. A. Wood, G. Hill, and C. R. Whitehouse, Appl. Phys. Lett. 80, 3207 (2002).

[50] N. Tipirneni, A. Koudymov, V. Adivarahan, J. Yang, G. Simin, and M. A. Khan, IEEE Electron Device Lett. 27, 716 (2006).

[51] M. J. Uren, K. J. Nash, R. S. Balmer, T. Martin, E. Morvan, N. Caillas, S. L. Delage, D. Ducatteau, B. Grimbert, and J. C. De Jaeger, IEEE Trans. on Electron Dev. 53, 395 (2006).

[52] E. B. Treidel, O. Hilt, F. Brunner, J. Würfl, G. Tränkle, Abstract book of the 32nd Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits (WOCSDICE 2008), Leuven, Belgium, May 18-21, 2008.

[53] A. Hinoki, S. Kamiya, T. Tsuchia, T. Yamada, J. Kikawa, T. Araki, A. Suzuki, and Y. Nanashi, phys. stat. sol. (c) 4, 2728 (2007).

[54] J. D. Albrecht, R. P. Wang, R. P. Ruden, M. Farahmand, and K. F. Brennan, J. Appl. Phys. 83, 4777 (1998).

8. Štúdie uchádzača tvoriace dizertačnú prácu.

[JK_EDL01] J. Kuzmík, “Power electronics on InAlN/(In)GaN: prospect for a record performance”, IEEE Electron Devices Letters 22, 510 (2001).

[JK_SST02] J. Kuzmik, “InAlN/(In)GaN high electron mobility transistors: some aspects of the quantum well heterostructure proposal” , Semicond. Sci & Technology 17, 540 (2002).

[GP_WOC07] G. Pozzovivo, S. Golka, J. Kuzmik, W. Schrenk, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, N. Grandjean, M. A. Di Forte-Poisson, S. L. Delage, G. Strasser, and D. Pogany, “Optimization of the plasma etching in fabrication of InAlN/AlN/GaN HEMTs”, proceedings of The 31st Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits, Venice, Italy May 20-23, 2007, pp. 245-247, ed. G. Meneghesso.

[JK_SSTL02] J. Kuzmik, P. Javorka, M. Marso, and P. Kordos, “Annealing of Schottky contacts deposited on dry etched AlGaN/GaN” , Semicond. Sci & Technology 17 L76 (2002).

[JK_TED06] J. Kuzmík, T. Kostopoulos, G. Konstantinidis, J. -F. Carlin, A. Georgakilas, D. Pogany, “InAlN/GaN HEMTs: A first insight into technological optimization”, IEEE Trans. on Electron Devices 53, 422 (2006).

[JK_TED08] J. Kuzmik, G. Pozzovivo, S. Abermann, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, E. Feltin, N. Grandjean, E. Bertagnolli, G. Strasser, and D. Pogany, “Technology and performance of InAlN/AlN/GaN HEMTs with Gate Insulation and Current Collapse Suppression using ZrO2 or HfO2, IEEE Trans. on el. Dev. 55, 937 (2008).

[JK_JAP06] J. Kuzmik, S. Bychikhin, D. Pogany, C. Gaquière, E. Morvan, “Current conduction and saturation mechanism in AlGaN/GaN ungated structures”, Journal of Applied Physics 99, 123720 (2006).

[JK_PSS07] J. Kuzmik, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, A. Kostopoulos, G. Konstantinidis, G. Pozzovivo, S. Golka, A. Georgakilas, N. Grandjean, G. Strasser, and D. Pogany, “Gate-lag and drain-lag effects in (GaN)/InAlN/GaN and InAlN/AlN/GaN HEMTs”, Physica status solidi (a) 204, 2019 (2007).

[JK_TED05] J. Kuzmík, S. Bychikhin, M. Neuburger, A. Dadgar, A. Krost, E. Kohn, D. Pogany, “Transient Thermal Characterization of AlGaN/GaN HEMTs Grown on silicon”, IEEE Trans. on El. Dev. 52, 1698 (2005).

[GP_APL07] G. Pozzovivo, J. Kuzmik, S. Golka, W. Schrenk, G. Strasser, D. Pogany, K. Čičo, M. Ťapajna, K. Fröhlich, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, E. Feltin, N. Grandjean: “Gate insulation and drain current saturation mechanism in InAlN/GaN metal-oxide-semiconductor high-electron-mobility transistors”, Applied Physics Letters 91, 043509 (2007).

[JK_APL03] J. Kuzmik, D. Pogany, E. Gornik, P. Javorka, and P. Kordos, “Electrostatic discharge effects in AlGaN/GaN high-electron-mobility transistors”, Applied Physics Letters 83, 4655 (2003).

[JK_SSE04] J. Kuzmik, D. Pogany, E. Gornik, P. Javorka, P. Kordos, ”Electrical overstress in AlGaN/GaN HEMTs: study of degradation processes”, Solid-State Electronics 48, 271 (2004).

[JK_PSS] J. Kuzmik, G. Pozzovivo, J.-F. Carlin, M. Gonschorek, E. Feltin, N. Grandjean, G. Strasser, D. Pogany, E. Gornik, “Off-state breakdown in InAlN/AlN/GaN high electron mobility transistors”, Physica status solidi, submitted, proceedings of IWN 2008 (oral).

[JK_TED02] J. Kuzmik, P. Javorka, A. Alam, M. Marso, M., Heuken, and P. Kordos, “Determination of channel temperature in AlGaN/GaN HEMTs grown on sapphire and silicon substrates using DC characterization method”, IEEE Trans. on Electron Devices 49 1496 (2002).

[JK_JAP07] J. Kuzmík, S. Bychikhin and D. Pogany, C. Gaquière, E. Pichonat, E. Morvan, “Investigation of the thermal boundary resistance at the III-Nitride/substrate interface using optical methods”, Journal of Applied Physics 101, 054508 (2007).

[JK_SSE07] J. Kuzmík, S. Bychikhin, R. Lossy H.-J. Würfl, M-A. di Forte Poisson, J.-P. Teyssier, C. Gaquière, D. Pogany: “Transient self-heating effects in multifinger AlGaN/GaN HEMTs with metal airbridges,” Solid-State Electronics 51, 969 (2007).

9. Ďalšie štúdie uchádzača majúce väzbu na dizertačnú prácu.

[A_JK_SST04] J. Kuzmík, G. Konstantinidis, S. Harasek, Š. Haščík, E. Bertagnolli, A. Georgakila, D. Pogany, “ZrO2/(Al)GaN metal-oxide-semiconductor structures characterization and application”, Semiconductor Science and Technology 19, 1364 (2004.

[A_JO_ME05] J. Osvald, J. Kuzmik, G. Konstantinidis, P. Lobotka, and A. Georgakilas, “Temperature dependence of Ni/Au/n-GaN Schottky diodes I-V chracteristics, Microelectronic Engn. 81, 181 (2005).

[A_KC_MR07] K. Cico, J. Kuzmik, D. Gregusova, R. Stoklas, T. Lalinsky, A. Georgakilas, D. Pogany, K. Frohlich, “Optimization and performance of Al2O3/GaN metal-oxide-semiconductor structures”, Microelectronics Reliability 47, 790 (2007).

[A_SA_SST07] S. Abermann, G. Pozzovivo, J. Kuzmik, G. Strasser, D. Pogany, J.-F. Carlin, N. Grandjean and E. Bertagnolli, “MOCVD of HfO2 and ZrO2 high-k gate dielectrics for InAlN/AlN/GaN MOS-HEMTs”, Semiconductor Sci. Technol. 22, 1272 (2007).

[A_GP_PSS08] G. Pozzovivo, J. Kuzmik, S. Golka, K. Cico, K. Frohlich, J-F Carlin, M Gonschorek, N. Grandjean,, W. Schrenk, G. Strasser, and D. Pogany “Influence of GaN capping on performance of InAlN/AlN/GaN MOS-HEMT with Al2O3 gate insulation grown by CVD” Physica Status Solidi (c) 5, 1956 (2008).

[A_GP_PSS] G. Pozzovivo, J. Kuzmik, C. Giesen, . M. Heuken, J. Liday, G. Strasser, and D. Pogany, “Low resistance ohmic contacts annealed at 600 °C on InAlN/GaN heterostructure with SiCl4-reactive ion etching surface treatment”, Physica status solidi, v tlači.

10. Citačný ohlas uchádzača

Kuzmík, J., Pozzovivo, G., Abermann, S., Carlin, J.-F., Gonschorek, M., Feltin, E., Grandjean, N., Bertagnolli, E., Strasser, G., and Pogany, D.: Technology and performance of InAlN/AlN/GaN HEMTs with gate insulation and current collapse suppression using ZrO2 or HfO2, IEEE Trans Electron Devices 55 (2008) 937-941.

1. Dabiran, A. M.: Applied Phys. Lett. 93 (2008) art. no. 082111.

 * 2. Iliopoulos, E.: Inter. Workshop on Nitride Semiconductors. Book of Abstracts. Montreux 2008. P. 394.

Kuzmík, J., Bychikhin, S., Lossy, R., Würfl, H.-J., di Forte Poisson, M-A., Teyssier, J.-P., Gaquiere, C., and Pogany, D.: Transient self-heating effects in multifinger AlGaN/GaN HEMTs with metal airbridges, Solid-State Electronics 51 (2007) 969-974.

1. Menozzi, R.: IEEE Trans. Device Mater. Reliability 8 (2008) 255.

Abermann, S., Pozzovivo, G. J., Kuzmík, J., Strasser, G., Pogany, D., Carlin, J.-F., Grandjean, N., and Bertagnolli, E.: MOCVD of HfO2 and ZrO2 high-κ gate dielectrics for InAlN/AlN/GaN MOS-HEMTs, Semicond. Sci Technol. 22 (2007) 1272-1275.

    1. Miyoshi, M.: Applied Phys. Express 1 (2008) art. no. 081102. 2. Gong, You-Pin: JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS  42  (2009)   015405

Pozzovivo, G., Kuzmík, J., Golka, S., Schrenk, W., Strasser, G., Pogany, D., Čičo, K., Ťapajna, M., Frőhlich, K., Carlin, J.-F., Gonschorek, M., Feltin, E., and Grandjean, N.: Gate insulation and drain current saturation mechanism in InAlN/GaN metal-oxide-semiconductor high-electron-mobility transistors, Applied Phys. Lett. 91 (2007) 043509.

    1. Iliopoulos, E.: Applied Phys. Lett. 92 (2008) 191907.

Kuzmík, J., Carlin, J.-F., Gonschorek, M., Kostopoulos, A., Konstantinidis, G., Pozzovivo, G., Golka, S., Georgakilas, A., Grandjean, N., Strasser, G., and Pogany, D.: Gate-lag and drain-lag effects in (GaN)/InAlN/GaN and InAlN/AlN/GaN HEMTs, Physica status solidi (a) 204 (2007) 2019-2022.

    1. Polyakov, A. Y.: Applied Phys. Lett. 91 (2007) 232116.

 * 2. Tapajna, M.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 117

   3. Fieger, M.: Physica Status Solidi (c) 5 (2008) 1926.

4. Miyoshi M., Applied Physics Express 1 (2008), 081102

5. Polyakov A Y., J. Applied Physics 104 (2008), 053702

* 6. Kohn E, proc. Intl. Workshop on Physics of Semiconductor Devices, December 16-20, 207, p. 311

Kuzmík, J., Bychikhin, S., Pogany, D., Gaquiere, C., Pichonat, E., and Morvan, E.: Investigation of the thermal boundary resistance at the III-Nitride/substrate interface using optical methods, J. Applied Phys. 101 (2007) 054508.

    1. Sarua, A.: IEEE Trans. Electron Devices 54 (2007) 3152.

    2. Deng, Y.: Solid-State Electr. 52 (2008) 1106.

Kuzmík, J., Bychikhin, S., Pogany, D., Gaquiere, C., and Morvan, E.: Current conduction and saturation mechanism in AlGaN/GaN ungated structures, J. Applied Phys. 99 (2006) 123720.

    1. Alifragis, Y.: Biosensors & Bioelectronics 22 (2007) 2796-2801.

    2. Alifragis, Y.: Physica Status Solidi A 204 (2007) 2059.

    3. Sarua, A.: IEEE Trans. Electron Devices 54 (2007) 3152.

    4. Danilchenko, B.A.: Solid State Comm. 144 (2007) 114.

Kuzmík, J., Kostopoulos, T., Konstantinidis, G., Carlin, J.-F., Georgakilas, A., and Pogany, D.: InAlN/GaN HEMTs: A first insight into technological optimization, IEEE Trans. Electron Dev. 53 (2006) 422-426.

    1. Gonschorek, M.: Applied Phys. Lett. 89 (2006) 062106.

 * 2. Medjdoub, F.: Electron Devices Meeting 2006 - IEDM '06. Technical digest P. 1.

    3. Jessen, G.H.: IEEE Electron Dev. Lett. 28 (2007) 354.

    4. Yiang, Q.: Applied Surface Sci 253 (2007) 3927.

Bychikhin, S., Vandamme, L. K. J., Kuzmík, J., Meneghesso, G., Levada, S., Zanoni, E., and Pogany, D.: Accelerated aging og GaN light emitting diodes studied by 1/f and RTS noise. In: AIP Conf. Proc. 780 (2005) 709-712.

    1. Pralgauskaite, S.: Fluctuation Noise Lett. 7 (2007) L367.

Osvald, J., Kuzmík, J., Konstantinidis, G., Lobotka, P., and Georgakilas, A.: Temperature dependence of Ni/Au/n-GaN Schottky diodes I-V chracteristics, Microelectronic Engn. 81 (2005) 181-187.

    1. Das, S.N.: Vacuum 81 (2007) 843.

    2. Chiang, H.P.: Thin Solid Films 515 (2007) 6953.

    3. Das, S.N.: J. Phys. D 40 (2007) 7291.

    4. Pipinys, P.: Lithuanian J. Phys. 47 (2007) 51.

    5. Cho, H.K.: J. Phys. D 41 (2008) 175107.

6. Ravinandan, M, JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS   10   (2008)  2787

7. Kim H, Applied Phys. Lett. 93 (2008) 192106

8. Lu CZ, JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 26 (2008) 1987

Kuzmík, J., Bychikhin, S., Neuburger, M., Dadgar, A., Krost, A., Kohn, E., and Pogany, D.: Transient thermal characterization of AlGaN/GaN HEMTs grown on silicon, IEEE Trans. Electron Dev. 52 (2005) 1698-1705.

    1. Sarua, A.: IEEE Trans. Electron Devices 53 (2006) 2438.

    2. Ji, H.: IEEE Trans. Electron Devices 53 (2006) 2658.

    3. Kuball, M. .: IEEE Electron Devices Lett. 28 (2007) 86.

    4. Xu, J.F.: IEICE Trans. Electr. E90C (2007) 204.

    5. Xu, J.F.: IEEE Microwave Wireless Components Lett. 17 (2007) 55.

    6. Aubry, R.: IEEE Trans. Electron Devices 54 (2007) 385.

  * 7. Kuball, M.: WOCSDICE 07. Venice 2007. Abstract Book P.77.

   8. Kuball, M.: Phys. Stat. Solidi (a) 204 (2007) 2014.

   9. Camarchia, V.: IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 55 (2007) 1824.

  10. Sarua, A.: IEEE Trans. Electron Devices 54 (2007) 3152.

  11. Simms, R.J.I.: IEEE Trans. Electron Dev. 55 (2008) 478.

  12. Menozzi, R.: IEEE Trans. Device Materials Reliability 8 (2008) 255.

  13. De Groote, F.: IEEE Microwave Magazine 9 (2008) 70.

Reggiani, S., Gnani, E., Rudan, M., Baccarani, G., Bychikhin, S., Kuzmík, J., Pogany, D., Gornik, E., Denison, M., Jensen, N., Groos, G., and Stecher, M.: A new numerical and experimental analysis tool for ESD devices by means of the transient interferometric technique, IEEE Electron Device Lett. 26 (2005) 916-918.*

•  1. Li, Z.: Pan Tao Ti Hsueh Pao/Chinese J. Semicond. 29 (2008) 2014.

•  2. Chatterjee, A.: Technical Digest – Inter. Electron Devices Meeting - IEDM 2007, art. no. 4418896, pp. 181-184.

Kuzmík, J., Konstantinidis, G., Harasek, S., Haščík, Š., Bertagnolli, E., Georgakila, A., and Pogany, D.: ZrO2/(Al)GaN metal-oxide-semiconductor structures characterization and application, Semiconductor Sci Technol. 19 (2004) 1364-1368.

    1. Liu, C.: Applied Phys. Lett. 88 (2006) 173504.

    2. Liu, C.: Applied Phys. Lett. 88 (2006) 222113.

    3. Shi, L.: Applied Surface Sci 253 (2007) 3731.

Javorka, P., Alam, A., Marso, M., Wolter, M., Kuzmík, J., Fox, A., Heuken, M., and Kordoš, P.: Material and device issues of AlGaN/GaN HEMTs on silicon substrates, Microelectronics J. 34 (2003) 435-437.

   1. Chang, S.J.: Sensors Actuators A 135 (2007) 502.

   2. Chuang, R.W.: J. Applied Phys. 102 (2007) Art. No. 073110.

Kuzmik, J.: InAlN/(In)GaN high electron mobility transistors: some aspects of the quantum well heterostructure proposal, Semicond. Sci Technol. 17 (2002) 540-544.

    1. Katz, O.: Electronics Lett. 40 (2004) 1304.

    2. Dadgar, A.: Applied Phys. Lett. 85 (2004) 5400.

*   3. Neuburger, M.: Inter. J. High Speed Electronics & Systems 14 (2004) 161.

*   4. Katzer, D.S.: North American Conf. MBE. Banff, 2004. Book of abstracts.

    5. Dadgar, A.: Phys. Stat. Sol. (a) 202 (2005) 832.

    6. Katzer, D.S.: J. Vacuum Sci Technol. B 23 (2005) 1204.

    7. Alifragis, Y.: Applied Phys. Lett. 87 (2005) 253507.

   8. Medjdoub, F.: Electronics Lett. 42 (2006) 779.

*  9. Medjdoub, F.: Abstract Book WOCSDICE 2006. Fiskebäckskil 2006. P. 157.

  10. Higashiwaki, M.: Japan. J. Applied Phys. 45 (2006) L843.

* 11. Watanabe, N.: IEEE Compound Semicond. Integrated Circuits Symp. 2006. P. 257.

  12. Zhou, L.: Applied Phys. Lett. 90 (2007) art. no. 081917.

  13. Medjdoub, F.: Electronics Lett. 43 (2007) 309.

  14. Alifragis, Y.: Biosensors & Bioelectronics 22 (2007) 2796-2801.

  15. Alifragis, Y.: Physica Status Solidi A 204 (2007) 2059.

  16. Xie, J.: Applied Phys. Lett. 91 (2007) 132116.

  17. Pietzka, C.: J. Electronic Mater. 37 (2008) 616.

  18. Khoshroo, R.: Phys. Status Solidi (c) 5 (2008) 2041.

• 19. Xie, J.: Proc.SPIE 6894 (2008) art. no. 68941R.

18. Rahimzadeh Khoshroo., phys. Stat. sol. (c) 5 (2008), 2041 

19. Wang XJ., ACTA PHYSICA SINICA  57 (2008),   3171  

20. Matulionis A., Semicond. Sci. Technol. 23 (2008) 075048

21. Tülek R; J. Applied Phys. 105 (2009) 013707

Kuzmik, J., Javorka, P., Marso, M., and Kordos, P.: Annealing of Schottky contacts deposited on dry etched AlGaN/GaN, Semicond. Sci Techn. 17 (2002) L76-L78.

    1. Hashimuze, T.: Applied Surface Science 234 (2004) 387.

    2. Readinger, E. D.: Semicond. Sci Technol. 20 (2005) 389.

    3. Guhel, Y.: Microelectron. Reliability 46 (2006) 786.

•  4. Desmaris, V.: Doktorsavhandlingar vid Chalmers Tekniska Hogskola (2416), (2006) pp. 1-64.

*  5. Wang, X.J.: Acta Physica Sinica 57 (2008) 3171.

Kuzmik, J., Javorka, P., Alam, A., Marso, M., Heuken, M., and Kordos, P.: Determination of channel temperature in AlGaN/GaN HEMTs grown on sapphire and silicon substrates using DC characterization method, IEEE Trans. Electron Devices 49 (2002) 1496-1498.

    1. Suzuki, N.: Japan. J. Applied Phys. 42 (2003) 5607.

    2. Umana-Membreno, G.A.: Proc. SPIE 5274 (2004) 152.

    3. Feng, Z. H.: Applied Physics Lett. 85 (2004) 5248.

$  4. Wolter, M.J.: Doktors der Naturwissenschaften genehmigte Dissertation. Technischen Hochschule Aachen 2004.

    5. Feng, Z. H.: Jap. J. Applied Phys. 44 (2005) L21.

    6. Fujishiro, H. I.: Phys. Stat. Sol. (c) 2 (2005) 2696.

    7. Arulkumaran, S.: Solid-State Electr. 49 (2005) 1632.

    8. Umana-Membreno, G.A.: Phys. Stat. Sol. (c) 2 (2005) 2581.

$  9. Angelini, A.: 13th GaAs Symposium - Paris, 2005.

  10. McAlister, S.P.: Solid-State Electronics 50 (2006) 1046.

  11. McAlister, S.P.: J. Vacuum Sci Technol. A 24 (2006) 624.

  12. Benbakhti, B.: IEEE Trans. Electron Devices 53 (2006) 2237.

  13. Turin, V.O.: J. Applied Phys. 100 (2006) 054501.

  14. Crupi, G.: IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 54 (2006) 3616.

  15. Das, J.: IEEE Trans. Electron Devices 53 (2006) 2696.

* 16. Krämer, M.: PhD Thesis. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven 2006.

  17. McAlister, S.P: Solid-State Electronics 51 (2007) 120.

  18. Benbakhti, B.: Microelectr. J. 38 (2007) 7.

  19. McAlister, : Phys. Stat. Solidi (c) 4 (2007) 1653.

  20. Shiu, J.Y.: IEEE Electron Device Lett. 28 (2007) 476.

  21. Alifragis, Y.: Biosensors & Bioelectronics 22 (2007) 2796.

  22. Simms, R.J.I.: IEEE Trans. Electron Dev. 55 (2008) 478.

* 23. Simms, R. J. T.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 117

  24. Cuerdo, R.: Physica Status Solidi (c) 5 (2008) 1971.

  25. Menozzi, R.: IEEE Trans. Device Materi. Reliability 8 (2008) 255.

  26. Alekseev, A.N.: Technical Phys. Lett. 34 (2008) 711-713 .

  27. Chattopadhyay, M.K.: Microelectronics J. 39 (2008) 1181.

28. Darwish, Ali M.: IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES    56   (2008) 3188.

    

Kuzmik, J.: Power electronics on InAlN/(In)GaN: prospect for a record performance, IEEE Electron Devices Lett. 22 (2001) 510-512.

    1. Higashiwaki, : Japan. J. Applied Physics 43 (2004) L 768.

    2. Endoh, A.: Japan. J. Applied Physics 43 (2004) 2255.

    3. Dadgar, A.: Applied Physics Lett. 85 (2004) 5400.

*   4. Katz, O.: Technical Digest – Inter. Electron Devices Meeting - IEDM (2004) 1035.

*   5. Neuburger, M.: Inter. J. High Speed Electronics & Systems 14 (2004) 161.

*   6. Xue, F.: Res & Progress Sol. St. Electr. 24 (2004) 265.

*   7. Xue, F.: Research & Progress Solid State Electron. 24 (2004) 280.

    8. Katz, O.: IEEE Trans. Electron Dev. 52 (2005) 146.

    9. Dadgar, A.: Phys. Stat. Sol. (a) 202 (2005) 832.

* 10. Higashiwaki, M.: Phys. Stat. Sol. (c) 2 (2005) 2598.

  11. di Forte-Poisson, M.A.: Physica Status Solidi A 203 (2006) 185-193.

  12. Medjdoub, F.: Electronics Lett. 42 (2006) 779.

* 13. Medjdoub, F.: Abstract Book WOCSDICE 2006. Fiskebäckskil 2006. P. 157.

• 14. Desmaris, V.: Doktorsavhandlingar vid Chalmers Tekniska Hogskola (2416), (2006) pp. 1-64.

  15. Higashiwaki, M.: Japan. J. Applied Phys. 45 (2006) L843.

  16. Gonschorek, M.: Applied Phys. Lett. 89 (2006) Art. No. 062106.

* 17. Medjdoub, F.: Abstract Book 2006. Lester Eastman Conf. High Performance Devices. Cornell Univ. 2006. P. 21.

  18. Miyoshi, M.: Solid-State Electronics 50 (2006) 1515.

* 19. Carlin, J.-F.: Technical Digest Inter. Workshop on Nitride Semicond. 2006. Kyoto 2006. P. 77.

* 20. Endoh, A. : Technical Digest Inter. Workshop on Nitride Semicond. 2006. Kyoto 2006. P. 159.

  21. Hiroki, M.: Superlattices Microstr. 40 (2006) 214.

* 22. Watanabe, N.: IEEE Compound Semicond. Integrated Circuits Symp. 2006. P. 257.

* 23. Medjdoub, F.: Electron Devices Meeting 2006 - IEDM '06. Technical digest P. 1.

  24. Medjdoub, F.: Electronics Lett. 43 (2007) 309.

  25. Jessen G. H., IEEE Electron Dev. Lett. 28 (2007) 354.

  26. Medjoub F.: Electronics Lett. 43 (2007) 691.

* 27. Gillespie, J.K.: CS Mantech Conf. Austin 2007. P. 73.

  28. Jeganathan, K.: J. Crystal Growth 304 (2007) 342.

  29. Xie, J.: Applied Phys. Lett. 91 (2007) 132116.

  30. Butte, R: J. Phys. D 40 (2007) 6323.

  31. Sarazin, N.: Electronics Lett. 43 (2007) 1317.

  32. Xie J: Applied Phys. Lett. 91 (2007) 262102.

• 33. Gaquiere, C.: IEEE MTT-S Inter. Microwave Symp. Digest. (2007) art. no. 4264295, 2145.

* 34. Medjdoub, F.: Inter. Semicond. Device Research Symp. 2007. Art. no. 4422392.

• 35. Medjdoub, F.: Inter. J. High Speed Electronics and Systems 17 (2007) 91.

* 36. Medjdoub, F.: The Open Electrical and Electronic Engn. J. 2 (2008) 1.

  37. Medjdoub, F.: IEEE Electron Dev. Lett. 29 (2008) 422.

  38. Oh, TC.: J. Applied Phys. D 41 (2008) 095402.

* 39. Fieger, M.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 25

* 40. Gonschorek, M.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 47

* 41. Grandjean, N.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 93

* 42. Tapajna, M.: Abstract Book WOCSDICE 2008. Leuven 2008. P. 117

  43. Gonschorek, M.: J. Applied Phys. 103 (2008) 093714.

  44. Khoshroo, R.: Phys. Status Solidi (c) 5 (2008) 2041.

  45. Fieger, M.: Phys. Status Solidi (c) 5 (2008) 1926.

• 46. Xie, J.: Proc.SPIE 6894 (2008) art. no. 68941R.

  47. Hiroki, M.: Applied Phys. Express 1 (2008) 111102.

  48. Ive, T.: Phys. Rev. B 78 (2008) 035311.

  49. Miyoshi, M.: Applied Phys. Express 1 (2008) 081102.

  50. Oh, T.S.: J. Korean Phys. Soc. 53 (2008) 1956.

* 51. Hiroki, M.: Inter. Workshop on Nitride Semiconductors. Book of Abstracts. Montreux 2008. P. 296.

* 52. Behmenburg, H.: Inter. Workshop on Nitride Semiconductors. Book of Abstracts. Montreux 2008. P. 326.

* 53. Gonschorek, M.: Inter. Workshop on Nitride Semiconductors. Book of Abstracts. Montreux 2008. P. 564.

* 54. Gonschorek, M.: Inter. Workshop on Nitride Semiconductors. Book of Abstracts. Montreux 2008. P. 565.

• 55. Kohn, E.: Proc.14th Inter. Workshop on the Phys. of Semiconductor Devices - IWPSD (2007) art. no. 4472506, pp. 311.

56. Hiroki M., Applied Phys. Express 1 (2008) 111102

57. Oh T S.: JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY  53  (2208)   1956-1960    

58. Tülek R; J. Applied Phys. 105 (2009) 013707

Kuzmik, J., Hasenöhrl, S., Kúdela, R., Haščík, Š., Mozolová, Ž., Lalinský, T., Breza, J., Vogrinčič, P., Škriniarová, J., Fox, A., and Kordoš, P.: InGaAs/InGaP HEMTs: technological optimization and analytical modeling, Vacuum 61 (2001) 333-337.

    1. Li, A.Z.: J. Crystal Growth 251 (2003) 816.

Lalinský, T., Škriniarová, J., Kuzmik, J., Hasenöhrl, S., Fox, A., Tomáška, M., Mozolová, Ž., Kordoš, P., Kovačik, T., and Haščík, Š.: Technology and performance of 150 nm gate length InGaP/ InGaAs/GaAs pHEMT, Vacuum 61 (2001) 323-327.

    1. Li, A.Z.: J. Crystal Growth 251 (2003) 816.

Amimer, K., Georgakilas, A., Androulidaki, M., Tsagaraki, K., Pavelescu, M., Mikroulis, S., Constantinidis, G., Arbiol, J., Peiro, F., Cornet, A., Calamiotou, M., Kuzmik, J., and Davydov, V.Y.: Study of the correlation between GaN material properties and the growth conditions of radio frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy, Materials Sci Engn. B 80 (2001) 304-308.

   1. Jeon, H.C.: Current Applied Phys. 3 (2003) 385.

Kuzmik, J., Javorka, P., Alam, A., Marso, M., Heuken, M., and Kordoš, P.: Investigation of self-heating effects in AlGaN/GaN HEMTs. In: EDMO 2001: Inter. Symp. on Electron Devices for Microwave and Optoelectronic Applications. Vienna: Technical Univ. Vienna, 2001. P. 21-26.

    1. Shigekawa, N.: Japan. J. Applied Phys. 42 (2003) 2245.

   2. Zou, J.: J. Applied Phys. 100 (2006) Art. No. 104309.

   3. Chattopadhyay, M.K.: Microelectronics J. 39 (2008) 1181.

4. Miller, MA: J. Vac. Sci. Technol. B 26 (2008) 1883.

Lalinský, T., Burian, E., Držík, M., Haščík, Š., Mozolová, Ž., Kuzmik, J., and Hatzopoulos, Z.: Performance of GaAs micromachined microactuator, Sensors & Actuators A 85 (2000) 365-370.

* 1. Husak, M.: 9th IEEE Int. Conf. on Electronics, Circuits and Systems – ICECS. Dubrovník 2002. ISBN 0-7803-7597-1.

* 2. Matay, L.: PhD. Thesis. Bratislava: ÚI SAV 2005.

   3. Vopilkin, E.A.: J. Micromech. Microengn. 18 (2008) 095006.

Lalinský, T., Burian, E., Držík, M., Haščík, Š., Mozolová, Ž., and Kuzmík, J.: Thermal actuation of a GaAs cantilever beam, J. Micromechanics Microengn. 10 (2000) 293-298.

* 1. Husak, M.: In: Proc. of the 4th Int. Conf. on Advanced Semiconductor Devices & Applications - ASDAM '02. Piscataway: IEEE 2002. P.75.

   2. Gaspar, J. J. Non-Crystalline Solids 299 (2002) 1224.

• 3. Husak, M.: In: Proc. of the 35th Int. Symposium on Microelectronics (IMAPS’2002). Denver, 2002. P. 749.

• 4. Chu, V.: Mater. Res. Soc. Symp. – Proc. 715 (2002) 745.

   5. Gaspar, J. J.: J. Applied Phys. 93 (2003) 10018.

* 6. Davis, Z.J.: PhD. Thesis. Lyngby: TU Denmark 2003.

   7. Enikov, E.T.: J. Microelectromech. Systems 14 (2005) 788.

* 8. Matay, L.: PhD. Thesis. Bratislava: ÚI SAV 2005.

    9. Ramos, D.: Sensors 7 (2007) 1757.

  10. Vopilkin, E.A.: J. Micromech. Microengn. 18 (2008) 095006.

Pogany, D., Seliger, N., Lalinský, T., Kuzmik, J., Habas, P., Hrkút, P., and Gornik, E.: Study of thermall effects in GaAs micromachined power sensor microsystem by an optical interferometer technique, Microelectronics J. 29 (1998) 191.

* 1. Ribas, R.P.: Maskless front-side bulk micromachining compatible with standard GaAs IC technology. These de Doctorat INPG. Grenoble, TIMA Lab. 1998. ISBN: 2-913329-10-1. P. 90.

   2. Thalhammer, R.: J. the Optical Society of America A 20 (2003) 707.

   3. Thalhammer, R.K.: IEEE Trans. Computer 23 (2004) 60.

   4. Thalhammer, R.K.: J. Applied Phys. 97 (2005) Art. No. 023102.

   5. Thalhammer, R.K.: Advances Imaging & Electron Phys. 135 (2005) 225.

Constantinidis, G., Kuzmic, J., Michelakis, K., and Tsagaraki, K.: Schottky contacts on CF4/H2 Reactive ion etched -SiC, Solid State Electronics 42 (1998) 253.

   1. Monch, W.: J. of Vacuum Sci & Technology B 17 (1999) 1867.

   2. Morrison, D.J.: Materials Sci Forum 338-342 (2000) 1199.

   3. Morrison, D.J.: Semicond. Sci & Techn. 15 (2000) 1107.

   4. Wang, S.G.: Chinese Physics 12 (2003) 94.

   5. Wang, S.G.: Chinese Physics 12 (2003) 322.

Matsumoto, K., Chen, Y., Kuzmik, J., and Nishino, S.: 6H-SiC Schottky diode edge terminated using amorphous SiC by sputterning method, Materials Sci Forum 264-268 (1998) 925.

    1. Harrell, W.R.: J. Electronic Mater. 31 (2002) 1090.

   2. Zhang, J. J.: J. Vacuum Sci Technol. B 21 (2003) 872.

   3. Ciechonski, R.R.: Materials Sci Forum 483 (2005) 425.

   4. Porro, S.: Physica Status Solidi A 202 (2005) 2508-2514.

Constantinidis G., Kuzmik, J., and Michelakis K.: Schottky contact investigation on reactive ion etched 6H -SiC, Diamond and Related Materials 6 (1997) 1459.

   1. Kim, B.S.: Materials Sci Forum 389-393 (2002) 953.

   2. Kwietniewski, N.: Applied Surface Sci 254 (2008) 8106.

Haščík, Š., Lalinský, T., Kuzmík, J., Porges, M., and Mozolová, Ž.: Fabrication of thin GaAs cantilever beams for power sensor microsystem by RIE, Vacuum 47 (1996) 1215-1217.

* 1. Jakovenko, J.: MME 2001. 12th Micromechanical European Workshop. Cork 2001. P. 225.

   2. Oesterschulze, E.: Adv. Image Elect. Phys. 118 (2001) 129.

• 3. Jakovenko, J.: WSEAS Trans Electr. 2 (2005) 85.

Lalinský, T., Kuzmík, J., Porges, M., Haščík, Š., Mozolová, Ž., and Grno, L.: Monolithic GaAs MESFET Power Sensor Microsystem, Electron. Lett. 31 (1995) 1914.

   1. Sugiyama, Y.: Sensors. In: Properties of Gallium Arsenide. Eds. M.R.Bronzel, G.E.Stillman. IEE, INSPEC 1996. Chapt. 22.1.

* 2. Jakovenko, J.: MME 2001. 12th Micromechanical European Workshop. Cork 2001. P. 225.

• 3. Dehe, A.: IEEE MTT-S Inter. Microwave Symp. Digest (2002) 1829.

  4. Pantazis, A. J.: Micromechanics & Microengn. 15 (2005) S53.

• 5. Jakovenko, J.: WSEAS Trans Electr. 2 (2005) 85.

•  6. Jakovenko, J.: WSEAS Trans Electr. 3 (2006) 156.

   7. Hu, J.: Sensor Lett. 6 (2008) 193.

Kuzmík, J. and Georgakilas, A.: Study of Schottky contact formation on CH4/H2 reactive-ion-etched InAlAs, Semicond. Sci. Technol. 9 (1994) 1226.

   1. Takahashi, N.: J. of Electron Mater. 25 (1996) 633.

   2. Pilkington, S.J.: J. of Appl. Phys. 83 (1998) 5282.

   3. Chuang, H.F.: J. of Appl. Phys. 83 (1998) 366.

Kuzmík, J., Michelakis, C., Konstantinidis, G., Papanicolaou, N.: Reactive ion etching of beta-SiC in CCl2F2/O2, Electronics Letters 29 (1993) 18.

   1. Alok, D.: J. of Electronic Materials 24 (1995) 311.

   2. Dartnell, N.J.: Vacuum 46 (1995) 349.

   3. Fissel, A.: Physics Reports 379 (2003) 149.

Kuzmík, J., Lalinský, T., Seidl, P.: Coimplantation of Mg and Si in GaAs MESFETs, Solid State Electronics 36 (1993) 427.

   1. Dutt, M.B.: Solid-State Electronics 42 (1998) 1905.

   2. Liu CH.: J. Mater. Sci 15 (2004) 91.

Lalinský, T., Kuzmík, J., Gregušová, D., Mozolová, Ž., Breza, J., Feciško, M., and Seidl, P.: Properties of WNx/GaAs Schottky contacts prepared by ion implantation of nitrogen, Journal of Materials Sci.: Materials in Electronics 3 (1992) 157.

   1. Chiu, H.T.: J. Mater. Res. 8 (1993) 1353.

   2. Floyd, L.P.: Solid State Electronics 37 (1994) 1579.

   3. Kim, J.D.: Int. J. Electronics 81 (1996) 285.

* 4. Venger, E.F.: Mežfaznyje vzaimodeistvija i mechanizmy degradacii v strukturach metall-InP i metall-GaAs. Kyjev: Nac. Akad. Nauk Ukrajiny 1999.

Kuzmík, J. and Lalinský, T.: Technology and properties of short-channel GaAs MESFETs. In: MITEKO 90. Praha, 1990.

   1. Müller, F.: Plating Surface Finishing 86 (1999) 52.

Kuzmík, J., Lalinský, T., Mozoľová, Ž., and Porges, M.: DC performance of short ion-implanted GaAsMESFETs, the role of gate length shortening, Solid State Electronics 33 (1990) 1223.

* 1. Moini, A.R.: On the Scaling of VLSI Devices and Circuits. Centre for GaAs VLSI, Univ. of Adelaide 1992.

   2. Grno, L.: IEEE Trans. on Instrum. Measurements 44 (1995) 377.

   3. Majumdar, L.: Applied Surface Sci 119 (1997) 369.

   4. Chattopadhyay, P.: Semicond Sci & Techn 13 (1998) 226.

   5. Jessen, G.: IEEE Trans. Electron Dev. 54 (2007) 2589.

Lalinský, T., Kuzmík, J., Porges, M., Mozoľová, Ž., and Grerušová, D.: Technology and characterization of a submicrometer GaAs length GaAs MESFETs, Crystal Properties and Preparation 19-20 (1989) 259.

* 1. Wronka, A.: Proc. Conf. on Surface Sci. Phys. Lodz, Inst. of Phys. Univ. of Lodz 1989.

Šafránková, J., Lalinský, T., Kuzmík, J., Mozoľová, Ž., Porges, M., and Gregušová, D.: Preparation and Properties of GaAs double-Schottky-interdigitated photodetectors, Crystal Prop. and Prep. 19-20 (1989) 315.

   1. Riesz, F.: Proc. SPIE WA 92 (1992).

Lalinský, T., Chromik, Š., Porges, M., Gregušová, D., Kuzmik, J. a Breza, J.: Problémy technológie, elektrickej charakterizácie a spoľahlivosti ohmických kontaktov na GaAs, Elektrotechn. časopis 37 (1986) 354.

   1. Murakami, M.: Sci Technol. Advanced Materials 3 (2002) 1.

• citácia Scopus

$ - citácia Google Scholar

* iná citácia

Summary

Recent progress in the field of III-nitrides provides clear evidence that this emerging technology brings break-through not only in optoelectronic applications, but also in microwave high-power devices. This work describes a theoretical proposal of novel InAlN/(In)GaN high-electron mobility transistors, together with first experimental results on technology and performance of this type of devices. Analysis of physics and technology of AlGaN/GaN and InAlN/GaN–based transistors is further focused on mechanisms of current conduction in ungated structures, on effects of the electron trapping on device surface, on effects of the gate insulation and on mechanisms of the transistor breakdown and degradation. Excessive part of the work is devoted to development of novel thermal characterization methods for III-nitride high-power transistors. Self-heating is investigated in the steady and transient modes of the device operation.

Zusammenfassung

Kürzliche Erfolge im Bereich der Materialien auf III-Nitrid Basis geben klare Anzeichen dafür, dass diese aufstrebende Technologie nicht nur in optoelektronischen Anwendungen, sondern auch in Mikrowellen - Hochleisungsbauelementen einen Durchbruch erzielen wird. Diese Arbeit beschreibt den theoretischen Ansatz von neuartigen InAlN/(In)GaN High-Electron Mobility Transistoren zusammen mit ersten experimentellen Resultaten der Technologie sowie der Bauelemente. Die Analyse der Physik und Technologie von Transistoren auf Basis von AlGaN/GaN und InAlN/GaN bezieht sich weiters auf den Stromleitungsmechanismus von Gate-losen Strukturen, die Effekte des Einfanges von Elektronen an der Bauteiloberfläche, die Effekte der Gate Isolierung und der Mechanismen des Transistor Durchbruchs und der Degradation. Ein Großteil der Arbeit ist der Entwicklung von neuen thermischen Charakterisierungsmethoden für III-N Hochleistungstransistoren gewidmet. Selbsterwärmung wurde dabei im Transienten- und im Konstantstromverhalten untersucht.

-----------------------

[pic]Obr.2 J(V charakteristiky Schottky diod: 1 – žiadne ECR RIE, žiadne žíhanie, 2 – ECR RIE, žiadne žíhanie, 3 – ECR RIE, 350 °C žíhanie, 4 – ECR RIE, 450 °C žíhanie, 5 – ECR RIE, 550 °C žíhanie; podľa [JK_SSTL02].

[pic]

Obr. 1 Schematická závislosť ΔEg od a0, podľa [JK_SST02].

[pic]Obr. 3 Závislosť kontaktového odporu a InAlN/GaN kanálového odporu od teploty žíhania; podla [JK_TED06].

[pic]Obr. 4 I-V charakteristiky Ni/InAlN a Pt/InAlN Schottky kontaktov; podľa [JK_TED06].

[pic]Obr.5 Hradlové I-V charakteristiky InAlN/GaN MOS HEMT porovnané so SB HEMT; podľa [JK_TED08].

[pic][pic]Obr. 6 dc and pulzné výstupné charakteristiky (a) InAlN/AlN/GaN SB HEMT a (b) ZrO2 InAlN/AlN/GaN MOS HEMT. Podľa [JK_TED08].

[pic][pic]Obr. 7 Experimentálne a vyrátané (a) prevodové a (b) strmostné charakteristiky InAlN/GaN HEMT-ov. “Model to experiment” krivka je vyrátaná z meraných materiálových parameterov. Krivky (i)-(iii) predpokladajú vylepšenia (i) seriového odporu, (ii) rozmeru hradla, a (iii) elektrónovej pohyblivosti; podľa [JK_TED06].

[pic]

Obr. 8. Model AlGaN/GaN TLM štruktúry s distribúciou Vchannel(x), Vsurface(x) a N(x) pre (a) plávajúci povrchový potenciál, (b) nabitý povrch (c) nabitý povrch v stave vyprázdnenia; podľa [JK_JAP06].

|[pic]Obr. 9 Oneskorenie hradla InAlN/GaN HEMT,|[pic] Obr. 10 Oneskorenie kolektora |

|VGS = 0 V; podľa [JK_PSS07]. |InAlN/GaN HEMT; podľa [JK_PSS07]. |

[pic]Obr. 11 Plošná hustota zachytených elektrónov počas OH and OK experimentov pre (GaN)/InAlN/GaN HEMT-y; podľa [JK_PSS07].

[pic]Obr. 12 Transfer and strmostná charakteristika InAlN/GaN MOS a SB HEMT-ov; podľa [GP_APL07].

[pic]Obr. 13 Vyrátané závislosti strmosti pre InAlN/GaN MOS a SB HEMTs na pohyblivosti elektrónov v kanáli pre Lg = 2 μm a 100 nm; podľa [GP_APL07].

|[pic]Obr. 14 Typická pulzná I-V |

|charakteristika AlGaN/GaN HEMT-u. |

|Výsek zobrazuje predpokladaný |

|bipolárny proces. podľa [JK_APL03].|

| |

[pic][pic]

(a) (b)

Obr. 15 Zmeny AlGaN/GaN HEMT prahového napätia, odporu kanála, parazitných odporov v závislosti na strese pre (a) plávajúce hradlo počas stresu, (b) uzemnené hradlo; podľa [JK_SSE04].

|[pic] |[pic]Obr. 17 Závislosti VBR (GaN TLM) a |

| |VBRoff (InAlN/AlN/GaN HEMT) na vzdialenosti |

|Obr. 16 InAlN/AlN/GaN HEMT prerazenie |anóda- katóda (TLM) a GD (HEMT). Výsek |

|v zatvorenom stave pre rôzne GD |ukazuje zvody v GaN; podľa [JK_PSS]. |

|vzdialenosti, výsek ukazuje deštrukciu po | |

|prerazení, podľa [JK_PSS]. | |

[pic]Obr. 18 AlGaN/GaN HEMT samo-ohrev pre kremíkový a zafírový substrát; podľa [JK_TED02].

|[pic] |[pic] |

|Obr. 19 AlGaN/GaN HEMT I-V charakteristiky |Obr. 20 Namerané a simulované teplotné |

|počas pulzu 43 V na kolektore; podľa |priebehy počas 43 V pulzu; podľa [JK_TED05]. |

|[JK_TED05]. | |

[pic]Obr. 21. Micro-Raman merania teplotnej diskontontinuity na rozhraní GaN/Si; podľa [JK_JAP07].

[pic][pic]

Obr.22 Porovnanie vypočítanej Δϕtotal(t) s experimentom TIM pre P2D ~ 8.25 mW/μm2 v AlGaN/GaN/SiC TLM štruktúre pre (a) (TBR)GaN/SiC = 1.2 x 10-7 W/m2K, (dn/dT)GaNonSiC = 5.2 x 10-5 K-1 (b) (TBR)GaN/SiC = 0, (dn/dT)GaNonSiC = 5.2 x 10-5 K-1; podľa [JK_JAP07].

[pic]Obr. 23 Vypočítaná teplota v v ustálenom stave v priereze TLM štruktúry na rôznych substrátoch.; podľa [JK_JAP07].

[pic]Obr. 24 Časová zmena Δ((x) (ľavá vertikálna os) a extrahovaný nárast teploty (pravá vertikálna os) pre AlGaN/GaN HEMT stresovaný 10 V/ 10 μs na kolektore; podľa [JK_SSE07].

................
................

In order to avoid copyright disputes, this page is only a partial summary.

Google Online Preview   Download