Мощный полевой транзистор на основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат технических наук Александров, Сергей Борисович

• Александров, Сергей Борисович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Александров, Сергей Борисович

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Введение

1.2. Особенности конструкции гетероструктур для мощных полевых транзисторов на основе твердых растворов Al-Ga-N

1.2.1. Катастрофическое уменьшение тока стока мощных полевых ^ транзисторов на основе гетероперехода (Al,Ga)N/GaN

1.2.2. Транзисторные гетероструктуры с электронным ограничением

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мощный полевой транзистор на основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN»

2.1.2. Основные методы измерения параметров транзисторной гетероструктуры и элементов транзисторной топологии, 72 использованные в тестовом модуле

2.1.2.1. Метод Ван-дер-Пау для определения параметров ^ носителей в тонких эпитаксиальных слоях

2.1.2.2. Вольт-фарадные измерения для определения профиля

77 свободных носителей транзисторной гетероструктуры

2.1.2.3. Метод «длинной линии» для определения удельного ^ сопротивления омических контактов

2.1.2.4. Тестовый транзистор для оценки удельных приборных параметров гетероструктуры

2.1.2.5. Прочие элементы тестового модуля для отработки и ^ проведения технологических процессов

2.1.2.6. Сводная топология тестового модуля 90

2.2. Взрывная литография для создания омических и барьерных контаетов к транзисторной гетероструктуре

2.3. Описание технологических установок для полпого цикла технологических процессов создания мощного полевого транзистора на 96 основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN

2.3.1. Установка для электронно-лучевого напыления материалов 96

2.3.2. Установка вжигания омических контактов 99

2.3.3. Установка плазмохимического травления 102

2.3.4. Другие технологические установки полного цикла 105 Глава 3. Гетероструктура на основе гетероперехода (AI,Ga)N/GaN для мощного полевого транзистора.

3.1. Теоретическая оценка конструкции гетероструктуры 107

3.1.1. Введение 107

3.1.2. Одинарные гетероструктуры (ОГС) 108

3.1.2.1. (Al,Ga)N/GaN структура с легированным (Al, Ga)N слоем 108

3.1.3.2. (Al/Ga)N/GaN структура с нелегированным (Al,Ga)N ^ слоем

3.1.3. Двойная гетероструктура (ДГС) 112

3.1.3.1. Стандартная ДГС 112

3.1.3.1. Двойная гетероструктура с AIN вставкой 115

3.1.3.2. Двойная гетероструктура с градиентным (Al,Ga)N

118 лосем и AIN вставкой

3.1.4. Улучшенная транзисторная ДГС 121

3.1.5. Выводы по этапу моделирования зонных диаграмм 122

3.2. Исследование влияния параметров слоев на хараетеристики двойной гетероструктуры.

3.3. Исследование приборных характеристик транзисторной гетероструюуры

Глава 4. Технологические этапы создания топологии мощного полевого

147 транзистора на основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN

4.1. Исследование процесса формирования омических контактов стока и истока

4.2. Исследование плазмохимическнх процессов 152

4.3. Сводный маршрут изготовления элементов топологии полевого

155 транзистора

Глава 5. Мощный полевой транзистора на основе ДГС

156

Alo.,Ga0.9/GaN/Aloj3Gao.67N

5.1. Мощные транзисторы и их применение 156

5.2. Основные принципы разработки мощных СВЧ усилителей на транзисторах

5.3. Выбор конструкции тестового мощного транзистора для извлечения его

164 удельных параметров.

5.4. Технология изготовления транзистора для извлечения его удельных

168 параметров

5.5. Удельные параметры мощного полевого транзистора 169

Заключение 171

Список цитируемой литературы 172

Работы, вошедшие в диссертацию 184

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы: Исследования широкозонных полупроводниковых материалов (Al-Ga-In-N, SiC, GaP, алмаз и т.п.) за последние пятнадцать лет достигли значительных результатов, уровень которых соответствует началу разработок технологий серийного производства мощных приборов микро- и наноэлектроники с использованием этих соединений. Применение широкозонных материалов в качестве активной среды полупроводникового прибора делает возможным использовать такой элемент в экстремальных, по сравнению с приборами на кремнии (Si) или арсениде галлия (GaAs), режимах и условиях (высокие напряжения, повышенные температуры и т.д.). Это особенно важно в связи с растущими потребностями миниатюризации электронных устройств, например, использование мощных полевых транзисторов в усилительных каскадах передающих СВЧ-систем может стать альтернативой вакуумным лампам, которые до сих пор применяются в радиопередающих устройствах военного и гражданского назначения.

Технология широкозонных нитридов галлия и алюминия (GaN и A1N) в настоящее время является одной из самых интенсивно разрабатываемых в области электронной техники экстремального и военного применения. Прогнозы развития нитридных технологий показывают, что наиболее перспективными для изготовления мощных приборов микро- и наноэлектроники являются гетероструюуры (Al,Ga)N/GaN. Электрофизические параметры подобных систем позволяют создавать приборы с удельной электрической мощностью более 10 Вт/мм, что значительно превышает предельные параметры устройств на основе гетероперехода (Al,Ga)As/GaAs.

По сравнению с маломощными приборами оптической микроэлектроники на основе твердых растворов Al-Ga-In-N, промышленная технология которых уже широко реализована, технологии мощных приборов, таких как мощные полевые транзисторы на основе гетероперехода (Al,Ga)N/GaN, к настоящему времени являются лабораторными или мелкосерийными. Это связано с тем, что технология мощных полевых транзисторов на основе A3N имеет ряд существенных проблем, включающих как сложности с получением материала с заданными свойствами, так и проблемы с конструированием самого прибора. Проблемы первой группы обусловлены особенностями кристаллической решетки A3N и отсутствием массивных монокристаллов нитридных соединений, что неизбежно приводит к трудностям эпитаксиального роста активных слоев A3N. Широкозонность материала является причиной второй группы проблем технологии мощных приборов на основе А N. К этим проблемам относятся инертность материала к жидким травителям и трудности в создании омических контактов с низким значением удельного сопротивления.

В настоящей работе, посвященной исследованию возможных путей решения ряда актуальных проблем технологии полупроводниковых материалов системы твердых растворов Al-Ga-N, приведен анализ основных этапов создания мощного полевого транзистора. Разработанные элементы маршрута позволяют создавать прибор с плотностью тока более 1 А/мм и пробивным напряжением более 60 В и могут быть использованы по отдельности при создании других мощных приборов на основе рассматриваемых материалов. Поэтому полученные результаты могут представлять общий интерес для физики и техники полупроводников.

Целю работы является исследование электрофизических и приборных характеристик одинарных (Al,Ga)N/GaN и двойных (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N гетероструктур и разработка основных этапов технологии создания мощного полевого транзистора

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

• исследование взаимовлияния слоев эпитаксиалыюй структуры на электрофизические параметры и стабильность приборных характеристик, определение базовой конструкции гетероструктуры с электрофизическими параметрами, пригодными для создания мощного полевого транзистора;

• исследование влияния основных этапов планарной технологии создания мощного полевого транзистора на его приборные характеристики;

• выбор материалов и их композиций для формирования омических и выпрямляющих контактов;

• выбор технологии травления межприборной изоляции гетероструктур (Al,Ga)N/GaN;

• создание методики оценки приборных и электрофизических параметров гетероструктур, а также влияния этапов постростовой обработки транзисторных нитридных гетероструктур;

• разработка конструкции, изготовление и испытание мощного полевого транзистора на основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN.

Научная новизна представляемых в работе результатов заключается в следующем:

1. Теоретически промоделирована и экспериментально исследована конструкция двойной гетероструктуры AlxGai xN/GaN/AlyGa|.yN для мощного полевого транзистора. Определено, что при х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15 свободные электроны полностью локализованы в слое GaN. Подобная конструкция гетероструктуры обеспечивает устойчивую управляемость каналом полевого транзистора.

2. Экспериментально получена зависимость подвижности свободных электронов в слое GaN двойной гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N от толщины слоя. На основе полученной зависимости сделан вывод о возможности изготовления мощного полевого транзистора со сверхтонким каналом - 5 нм, что позволит улучшить управляемость каналом и дополнительно усилить электронное ограничение при сохранении подвижности и концентрации носителей, соответствующих требуемым плотностям тока мощного полевого транзистора.

3. Обнаружено увеличение пробивного напряжения между соседними транзисторами до 150 В и практически полное исчезновение паразитных токов утечки между стоком и истоком полевого транзистора в режиме отсечки при использовании двойной гетероструктуры AlxGai. xN/GaN/AlyGa,.yN (х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15), выращенной с использованием в конструкции буфера сверхрешеток, а так же градиента по составу в нижнем (Al,Ga)N. Этот факт делает подобные двойные гетероструктуры более предпочтительными, чем традиционные гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN, для создания мощных полевых транзисторов.

4. В результате систематических исследований влияния параметров технологических этапов на свойства контактных систем к слоям нелегированного (Al,Ga)N предложен и технически реализован вариант нанесения/обработки омического контакта, обладающего приемлемым соотношением контактного сопротивления и шероховатости поверхности (0.3 Ом*мм для легированного (Al,Ga)N, шероховатость не более 800 А).

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Традиционно используемые для создания мощных полевых транзисторов одинарные гетероструктура (Al,Ga)N/GaN наряду с лучшими электрофизическими параметрами обладают существенным недостатком - отсутствием ограничения свободных электронов со стороны буферных слоев. Это приводит к захвату части электронов из канала мощного полевого транзистора на ловушках буферного слоя. Двойная гетероструктура AlxGai.xN/GaN/AlyGai.yN (х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15) обеспечивает надежное ограничение электронов канала транзистора и необходимые для создания мощного полевого транзистора электрофизические параметры: подвижность - Ю00-1400СМ2/В'С, концентрация носителей в канале 1.2-2* 10 см".

2. Зависимость подвижности свободных электронов в слое GaN двойной гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N от толщины слоя имеет минимум при толщине канала 20±5 нм, что объясняется релаксацией GaN на решетке (Al,Ga)N.

3. Использование в конструкции гетероструктуры многослойных буферных слоев со сверхрешетками, а так же градиента по составу в нижнем (Al,Ga)N, позволяет значительно (вплоть до исчезновения) снизить паразитные токи утечки между стоком и истоком полевого транзистора на основе двойной гетероструктуры AlxGai.xN/GaN/AlyGai.yN (х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15), выращенной методом аммиачной МПЭ на подложке сапфира [0001]. Это позволяет уменьшить глубину травления межприборной изоляции соседних транзисторов до значения 0.18-0.20 мкм при толщине слоя GaN 0.1 мкм.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Разработана конструкция двойной гетероструктуры AlxGai. xN/GaN/AlyGa,.yN (Х=0.10-0.15 и Y=0.30-0.35), позволяющая создать мощный полевой транзистор

2. Разработана и технически реализована конструкция мощного полевого транзистора на основе ДГС (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N со следующими характеристиками: ток стока 400 мА, пробивное напряжение исток/сток 80 В, крутизна ВАХ 200 мСм/мм при длине затвора 0.3 мкм и ширине затвора 480 мкм.

3. Разработана технология формирования многослойных систем контактной металлизации к нелегированным слоям нитрида галлия, обладающих приемлемым соотношением контактное сопротивление/шероховатость поверхности.

4. Проведена модернизация комплекса технологического оборудования, позволяющего провести необходимые операции для создания мощного полевого транзистора на основе двойной гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N

5. Разработана и технически реализована конструкция тестового модуля для измерения основных электрофизических (подвижность носителей, концентрация и профиль концентрации носителей) и приборных характеристик (плотность тока, пробойное напряжение, токи утечки) транзисторных гетерострукгур

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работыдокладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах:

1. Третьей Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия- структуры и приборы" (Москва, 2004)

2. Четвертой Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия- структуры и приборы" (Санкт-Петербург, 2005)

3. 14-м международном симпозиуме "Nanostructures: physics and technology" (Санкт-Петербург, 2006)

4. Ежегодных школах студентов и молодых специалистов СПбГЭТУ (ЛЭТИ) в 2001-2004 годах

5. ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2005-2006гг.).

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждается:

• самим фактом реализации мощного полевого транзистора, по своим характеристикам, не уступающего лучшим мировым аналогам;

• использованием современных методик анализа и новейших образцов технологического оборудования;

• соответствием результатов анализа данных, полученных в работе, с имеющимися в литературе (когда такое сравнение возможно);

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей. Список работ приведен в конце диссератции.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Александров, Сергей Борисович

3.1.5. Выводы по этапу моделирования зонных диаграм.

Моделирование простых гетероструктур подтвердило возможность отсутствие управляемости носителями в канале из-за выброса в буферные слои.

В двойных гетероструктурах активные слои находятся в сжатом состоянии, что препятствует релаксации в них напряжений путем образования трещин. С другой стороны, это приводит к уменьшению поляризационных зарядов на интерфейсах и, как следствие, к уменьшению слоевой концентрации носителей из-за действия спонтанной поляризации и пьезоэффекта в противоположных направлениях. Следует отметить, что релаксация напряжений на границе буферного слоя с высоким составом и активной части НЕМТ структуры представляется полезной для увеличения слоевой концентрации электронов.

В целом, в двойных гетероструктурах удается получить слоевые концентрации на

13 2 уровне —1x10 см", что по литературным данным считается на сегодняшний день оптимальной величиной для получения максимальной подвижности электронов ~1 ООО-1500 см2/В-с при 300 К (см. Литобзор). В то же время, использование (Al,Ga)N буферных слоев позволяет избавиться от токового коллапса на высоких частотах, связанного с захватом электронов на ловушках в GaN активном слое вдали от (Al,Ga)N/GaN интерфейса.

Параметрами, наиболее сильно влияющими на зонную диаграмму намеренно нелегированной структуры и слоевую концентрацию электронов, являются (а) толщина GaN активного слоя и (б) толщина и профиль состава верхнего (Al,Ga)N слоя. Именно эти параметры совместно с профилем легирования и должны окончательно оптимизироваться после выбора определенной конструкции прибора. f 5 b о

О 4

DHS with graded Mfiaji x = 0.1-> 0.0 M о 3,5 О x w 3,0 с о

4—"

05

E 2,5

Ф о с о

2 2,0

Ф ф w ф 1,5 о -5 X ' J 1 1 1 DHSvwth graded AlxGaixN 1 ■ / у-/ х=0.1->0.0

- х - 0.3 -> 0.0 А

- х = 0.5->0.0 /f i . 1 , 1 |

-1 0

А -3 -2 Bias(V)

Рисунок 3.1.8. Слоевые концентрации для ДГС с различными вариантами градиента состава в (AI.Ga)N слое. Слоевая концентрация показана в отдельности лля каждого из электронных пиков и полная для дырок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и внедрена конструкция двойной транзисторной гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N. Установлена возможность уменьшения толщины канала GaN до значения 5 им при сохранении подвижности па уровне 1000 у 1Я 9 см/Вс при концентрации 1,0-1,2 *10 см". Продемонстрировано снижение паразитных утечек по буферу гетероструктуры при использовании конструкции многослойного буфера с использованием сверхрешеток. Оценены параметры верхних слоев: мольная доля алюминия - х=33%, концентрация примеси -1.5 х10|8см"3.

2. Установлены режимы формирования омических контактов к слаболегированным слоям (Al,Ga)N на основе системы металлизации Ti/Al/Ni/Au. Определено соотношение толщин слоев металлов. Экспериментально установлены температурные и временные режимы температурной обработки омических контактов для достижения наилучшего соотношения низкого омического сопротивления и шероховатости поверхности контакта после вжигания.

3. Установлен факт исчезновения гистерезиса ветвей статической ВАХ планарного полевого транзистора после нанесения защитного покрытия на основе диэлектрической пленки Si3N4.

4. Разработана и внедрена технология создания мощного полевого транзистора на основе двойной гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN с параметрами: плотность тока 1 А/мм, пробивное напряжение 80 В, крутизна характеристики 200 мС/мм.

5. Разработана и внедрена технология создания тестового модуля, позволяющего оперативно определить основные приборные характеристики и электрофизические параметры нитридных транзисторных гетероструктур с сохранением большей полезной площади поверхности образца.

6. Разработана и внедрена конструкция технологических установки взрывного вжигания слоев металлизации. Так же модернизированы установки плазмохимического травления нитридных слоев в плазме СС14 и плазмохимического осаждения диэлектриков Si3N4

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Александров, Сергей Борисович, 2006 год

1. A. Y. Cho, Film deposition by molecular beam techniques. //J. Vac. Sci. Technol., 1971, V. 8, p. 31.

2. H. M. Manasevit, Single crystal GaAs on insulating substrates. //Appl. Phys. Lett., 1968, V. 12, p. 156.

3. W. Shokley, Circuit element utilizing semiconductive material. //US Patent 2569347, 1951, September 25.

4. L. Esaki, R. Tsu, Superlattice and negative conductivity in semiconductors. //Internal Report RC 2418, IBM Research, 1969, March 26.

5. Dingle R., Stormer H. L., Appl. Phys. Lett., 37, 805 (1978)

6. T. Mimura, S. Hiyamizu, A new field effect transistor with selectively doped GaAs/n-AlGaAs heterojunctions. //Jpn. Appl. Phys., 1980, V. 19, L225-L227.

7. M. A. Khan et al., High electron mobility GaN/AlxGai.xN heterostructures grown by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition. //Appl. Phys. Lett, 1991, V. 58, pp. 2408-2410.

8. M. A. Khan et al., AlGaN/GaN HEMT by MOCVD on sapphire. //Appl. Phys. Lett., 1994, V. 65, pp. 1121-1123.

9. S. Karmalkar and U. K. Mishra, Very High Voltage ALGaN/GaN High Electron Mobility Transistors Using a Field Plate Deposited on a Stepped Insulator. //Solid-State Electron, 2001, V. 45, pp. 1645-1652.

10. G. Simin, M. A. Khan, M. S. Shur and R. Gaska, Insulated Gate III—N Heterostructure Field—Effect Transistors. //International Journal of High Speed Electronics and Systems, 2004, V. 14, No. 1, pp. 197—224.

11. Y. E. Wu et al., GaN-based FET's for microwave amplification. //IEEE Transactions on Electron Devices, 1999, V. E82-C, pp. 1022-1024.

12. С. Nguyen et al., Drain current compression in GaN MODFET's under large-signal modulation at microwave frequencies. //IEEE Electron Device Letters, 1999, V. 35, pp. 1380-1382.

13. L. F. Eastman, Results, potential and chalnges of high power GaN-based transistors. //Phys. Stat. Sol. (a), 1999, V. 176, pp. 175-178.

14. R. Gaska, A. Osinsky, J. W. Yang and M. S. Shur, Self-Heting in High-Power AlGaN-GaN HFET's. //IEEE Electron Device Letters, 1998, V. 19, p. 89.

15. A. J. Valois, M. S. Shur, Temperature dependence of the I-V characteristics of modulation doped FETs. Hi. Vac. Sci. Technol. B, 1983, V. 1(2), pp. 190-195.

16. V. Ramakrishna, Q. Z. Naiqain, The Impact of Surface States on the DC and RF Characteristics of AlGaN/GaN HFETs. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No 3.

17. J. P. Ibbetson et al, Polarization effects, surface states and the source of electrons in AlGaN/GaN heterostructure field effect transistors. //Appl. Phys. Lett, 2000, V. 77, pp. 250-252.

18. R. Vetury et al, Direct measurement of gate depletion in high breakdown (405V) AlGaN/GaN heterostructure field effect transistors. //IEDM Tech. Dig., 1998, V. 98, pp. 55-58.

19. T. Kikkawa, M. Nagahara et al., Surface charge controlled AlGaN/GaN Power HFET without current collapse and Gm dispersion. //IEDM Tech. Dig., 2001, pp. 25.4.125.4.4.

20. J. A. Mittereder, S. C. Binari et al, Current collapse induced in AlGaN/GaN high-electron-mobility transistors by bias stress. //Appl. Phys. Lett, 2003, V. 83, No. 8, p. 25.

21. W. Lanford, V. Kumar, AlGaN/InGaN HEMTs for RF current collapse suppression. //IEEE Electron Device Letters 2004, V. 40, No. 12.

22. J. Deng, R. Gaska, M. S. Shur, M. A. Khan, J. W. Yang, Negative Differential Conductivity in AlGaN/GaN HEMTs: Real Space Charge Transfer from 2D to 3D GaN States. //MIJ-NSR, V. 5S1.

23. F. Stern, S. D. Sarma, Electron energy levels in GaAs/Gai.xAlxAs heterojunctios. //Physical Review B, 1984, V. 30, p. 840.

24. S. Sen, M. K. Pandey, S. Haldar, R. S. Gupta, Temperature and aluminium composition dependent sheet carrier concentration at AlGaAs/GaAs interface. //Appl. Phys. Lett, 2000, V.33,p. 18.

25. Y. H. Byun, K. Lee, M. Shur, Unified charge control model and subthreshold current in heterostructure Field Effect Transistors. //IEEE Electron Device Letters, 1990, V. II, p. 50.

26. S. Karmalkar, G. Ramesh, A simple yet comprehensive unified physical model of the 2D electron gas in delta-doped and uniformly. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2000, V. 47, p. II.

27. P. M. Luki, Approximate Model of Quantum Effects in HEMT Structures. //Bulletin Vin a Institute of Nuclear Sciences, 2003, V. 8, p. 70.

28. S. R. Lee, A. F. Wright, M. H. Crawford, G. A. Petersen, J. Han and R. M. Biefeld, The band-gap bowing of AlxGa, XN alloys. //Appl. Phys. Lett., 1999, V. 74, pp. 33443346.

29. F. Sacconi, A. Di Carlo, P. Lugli and H. Morko?, Spontaneous and Piezoelectric Polarization Effects on the Output Characteristics of AlGaN/GaN Heterojunction Modulation Doped FETs. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No. 3.

30. E. T. Yua, G. J. Sullivan, P. M. Asbeck, Measurement of piezoelectrically induced charge in GaN/AlGaN heterostructure field-effect transistors. //Appl. Phys. Lett., 1997, V. 71, pp. 2794-2796.

31. Kurosawa Т., Proceeding of the International Conference on the Physics of semiconductors. //J. Phys. Soc. Jpn. Suppl., 1966, V. 21, p. 424.

32. Mishra U.K., VenturyR., "AlGaN-GaN HEMTs and HBTs for microwave power"// 58 IEEE Device Research Conference, June 2000. pp. 35-36

33. Ю. Пожела. Физика быстродействующих транзисторов. //Вильнюс: Мокслаб, 1989.

34. A. Link, О. Ambacher, Scattering mechanisms and higher subbands of 2DEG confined in GaN.// In Annual Report of Munich Technical University, 2001

35. H. Xing, S. Keller et al., Gallium nitride based transistors. //J. phys., 2001, V. 13, pp. 7139-7157.

36. M. S. Shur and R. Davis, GaN-based Materials and Devices: Growth, Fabrication, Characterization and Performance,// World Scientific, ISBN 981-238-844-3 (2004)

37. N. Maeda, T. Saitoh, K. Tsubaki, T. Nishida and N. Kobayashi, Two-Dimensional Electron Gas Transport Properties in AlGaN/(In)GaN/AlGaN Double-Heterostructure Field Effect Transistors. //NTT Basic Research Labortories, 1999.

38. O. Ambacher, Growth and applications of Group IH-nitrides. //Appl. Phys. Lett., 1998, V.31,pp. 2653-2710.

39. S. N. Mohammad, H. Morkoc, Progress and prospects of group-Ill nitride semiconductors. //Prog. Quant. Electr., 1996, V. 20, No. 5/6, pp. 361-525.

40. K. Matocha, T. P. Chow and R. J. Gutmann, Positive Flat band Voltage Shift in MOS Capacitors on n-Type GaN. //IEEE Electron Device Letters, 2002, V. 23, No. 2.

41. M. J. Murphya, В. E. Foutza, K. Chua et al., Normal and inverted AlGaN/GaN based piezoelectric field effect transistors grown by plasma induced molecular beam epitaxy. //MRS Internet J. Nitride Semicond, 1999, Res. 4S1, G8.4.

42. M. Stutzmann, O. Ambacher et al., Playing with Polarity. //Phys. Stat. Sol. (b), 2001, V. 228, No. 2, pp. 505-512.

43. H. Morkoc, R. Cingolani, Polarization effects in nitride semiconductors and device structures. //Naval Research Review, 1999, V. 51, p. 26.

44. S. N. Mohammad, H. Morkoc, Progress and prospects of group-Ill nitride semiconductors. //Prog. Quant. Electr., 1996, V. 20, No. 5/6, p. 361-525.

45. Т.Ю. Чемекова, O.B. Авдеев, И.С. бараш, Выращивание объемных кристаллов нитрида алюминия (A1N).// 4-ая Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индии и алюминия структуры и приборы», 3-5 июля, 2005 г

46. P. Javorka, A. Alam, et al., AlGaN/GaN HEMTs on (111) Silicon Substrates. //IEEE Electron Device Letters, 2002, V. 23, No. 1.

47. A. Minko, V. Hoel, et al., AlGaN-GaN HEMTs on Si With Power Density Performance of 1. 9 W/mm at 10 GHz. //IEEE Electron Device Letters, 2004, V. 25, No. 7.

48. Umesh K. Mishra, S. P. DenBaars et al., Comparison of AlGaN/GaN HEMTs Grown on Sapphire and Silicon Carbide.// ECE and Materials Department,UCSB, Santa Barbara, CA. 93106 USA

49. Коруоташвили Г. А., Пихтин A. H., Пичугин И. Г., Царегородцев А. М. Край собственного поглощения и катодолюминесценция нелегированных эпитаксиальных слоев AlxGai.xN. //ФТП, 1984, т. 18, в. 8,1462-1466.

50. J. W. Johnson, E. L. Piner, A. Vescan, R. Therrien, P. Rajagopal, J. C. Roberts, J. D. Brown, S. Singhal K. J. Linthicum,12 W/mm AlGaN-GaN HFETs on Silicon Substrates. //IEEE Electron Device Letters, 2004, V. 25, No. 7, pp. 459-461.

51. Wu Lu, J. Yang, M. A. Khan, I. Adesida, AlGaN/GaN HEMTs on SiC with over 100 GHz fT and Low Microwave Noise. //IEEE Transactions on Electron Device, 2001, V. 48, No. 3, pp. 581-590.

52. Shuo Jia, Yilmaz Dikme, Deliang Wang, Kevin J. Chen, , Kei May Lau, Michael Heuken, AlGaN-GaN HEMTs on Patterned Silicon (111) Substrate. //IEEE Electron Device Letters, 2005, V. 26, No. 3, pp. 130-132.

53. P. Boguslawski, E. L. Briggs, J. Bernholc , Native defects in gallium nitride. //Phys. Rev. (b), 1995, V.51,p. 17256.

54. D. Jena, A. C. Gossard, and U. K. Mishra, Dislocation scattering in a two-dimensional electron gas.//Applied Physics Letters, vol. 76, no. 13, pp.1707-1709, Mar. 2000.

55. G. W. Wicks,a! M. W. Koch, J. R. Pedrazzani, Studies of ammonia dissociation during the gas source molecular-beam epitaxial growth of III nitrides. Hi. Vac. Sci. Technol. B, 2005, V. 23, No. 3, pp. 1186-1189.

56. N. Newman, The energetics of the GaN MBE reaction: a case study of meta-stable growth. Hi. Crystal Growth, 1997, V. 178, pp 102-112

57. D. D. Koleske, A. E. Wickenden, R. L, Henry, Growth model for GaN with comparison to structural, optical and electrical properties. //Appl. Phys. Lett., 1998, V. 48, No. 4, pp. 1998-2009.

58. P. Smorchkova, C. R. Elsass, J. P. Ibbetson et al., Polarisation-induced charge and electron mobility in AlGaN/GaN heterostructures grown by plasma-assisted molecular beam Epitaxy. // Appl. Phys. Lett., 1999, V. 86, No. 8, pp. 4520-4526.

59. L. J. Schowalterl, G. A. Slackl, J. B. Whitlockl, K. Morganl, S. B. Schujmanl, B. Raghothamachar, M. Dudley, K. R. Evans, Fabrication of native, single-crystal A1N substrates. //Phys. Stat. Sol. (c), 2003, V. 1-4.

60. I. Akasaki, H. Amano, Ciystal Growth and Conductivity Control of Group III Nitride Semiconductors and Their Application to Short Wavelength Light Emitter. //Japannese Journal of Applied Physics, 1997, V. 36, No. 9A, pp. 5393-5408.

61. H. Z. Xu, K. Takahashi, С. X. Wang, Z. G. Wang, Y. Okada, M. Kawabe, I. Harrison,

62. С. T. Foxon, Effect of in situ thermal treatment during growth on crystal quality of GaN epilayer grown on sapphire substrate by MOVPE. //Journal of Crystal Growth, 2001, V. 222, p. 110-117.

63. H. Tang, J. B. Webb, Growth of high mobility GaN by ammonia-molecular beam epitaxy. //Appl. Phys. Lett., 1999, V. 74, No. 16, pp. 2373-2374.

64. I. Akaksaki, H. Amani, Crystal growth of column-Ill nitride semiconductor and their electrical and optical properties. //J. Cryst. Growth, 1996, V. 163, pp. 86-92

65. Т.Н. Chen, M.S. Shur, DOMES-GaAs 1С simulator. // Proceedings of IEEE Biennial Conference on High Speed Devices, Cornell University, 1983, pp. 327-337

66. P. W. Chey, C. Huang, Quarter micron low noise GaAs FETs. //IEEE Electron Devices, 1982, EDL-31,No. 2, pp. 401-403.

67. R. Chu, Y. Zhou, J. Liu, D. Wang, K. J. Chen, К. M. Lau, AlGaN-GaN Double-Channel HEMTs. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2005, V. 52, No. 4, pp. 438-446.

68. N. G. Weimann, M. J. Manfra, and T. Wachtler, Unpassivated AlGaN-GaN HEMTs With Minimal RF Dispersion Grown by Plasma-Assisted MBE on Semi-Insulating 6H-SiC Substrates. // IEEE Transactions on Electron Devices, 2003, V. 24, No. 2, pp. 57-59.

69. Y.-F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller and U. K. Mishra, Very-High Power Density AlGaN/GaN HEMTs. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No. 3, pp. 586-590.

70. L. F. Eastman, V. Tilak, J. Smart, В. M. Green, E. M. Chumbes, R. Dimitrov, H. Kim, O. S. Ambacher, N. Weimann, T. Prunty, M. Murphy, W. J. Schaff, J. R. Shealy,

71. Undoped AlGaN/GaN HEMTs for Microwave Power Amplification. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No. 3, pp. 479-485.

72. A. C. Schmitz, A. T. Ping, M. Khan, Q. Chen , Metal Contactes to n-Type GaN. //J. of electronic materials, 1998, V. 27, No 4, pp. 255-260.

73. K. Hiramatsu, S. Itoh, H. Amano, Akasaki , Growth Mechanism of GaN Grown on Sapphire with AIN Buffer Layer by MOVPE. //J. Cryst. Growth, 1991, V. 115, p. 628.

74. J. I. Pankove, H. Schade, Photoemission from GaN. //Appl. Phys. Lett., 1971, V. 25, p. 53.

75. B. P. Luther, S. E. Mohney et al., Investigation of the mechanism for Ohmic contact formation in Al and Ti/Al contacts to n-type GaN. //Appl. Phys. Lett, 1997, V. 70, pp. 57-59.

76. S. P. Kowalczyk, D. L. Miller, J. R. Waldrop, P. G. Newman, and R. W. Grant, Protection of molecular beam epitaxy grown AlxGai-xAs epilayers during ambient transfer.// J. Vac. Sci. Technol, vol. 19, no. 2, pp. 255 6, 1981.

77. A. Durbha, S. J. Pearton, C. R. Abernaty, J. W. Lee, P. H. Holloway, Microstructural Stability of Ohmic Contacts to InxGa,.xN. //J. Vac. Sci. Tech B, 1996, V. 14, pp. 25822586.

78. P. J. Tasker, B. Hughes, Importance of source and drain resistance to the maximum ft of millimeter-wave MODFET's. //IEEE Electron Device Letters, 1989, V. 10, No. 7, pp. 291-293.

79. T. Naono, J Okabayashi, S Toyoda, Photoemission study on interfacial reaction of Ti/n-GaN. //Surface and Interface, 2002, S2-002, p. 57.

80. Z. Fan, S. N. Mohammad, W. Kim, E. A. E. Botchkarev, Very low resistance multilayer Ohmic contact to n-GaN. //Appl. Phys. Lett., 1996, V. 68, No. 12, pp. 16721674.

81. Ruvimov et al., Microstructure of Ti/Al and Ti/Al/Ni/Au ohmic contacts for n-GaN. //Applied Physics Letters,1996, V. 69, No. 11, pp. 1556-1558.

82. B. Jacobs, M. Kramer, Bram van Straaten, Metal-Semiconductor Contacts and CPW MMIC.//Issues for AlGaN/GaN FETs, G13. 9. 1-6

83. A. T. Fiory, Methods in Microelectronics for Rapid Thermal Annealing of Implanted Dopants, 11th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cell Materials and Processes, Edited by B. L. Sopori, NREL/BK-520-30838, 2001.

84. C.-F. Zhu, W.-K. Fong, B.-H. Leung, C.-C. Cheng and C. Surya, Effects of Rapid Thermal Annealing on the Structural Properties of GaN Thin Filmsn. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No. 6, pp. 1225-1230.

85. К. H. Kim, С. M. Jeon, S. H. Oh, J.-L. Lee and C. G. Park, Investigation of Ta/Ti/Al/Ni/Au ohmic contact to AlGaN/GaN heterostructure field-effect transistor. //J. Vac. Sci. Technol. B, 2005, V. 23, No. 1, pp. 322-326.

86. F. M. Mohammed and L. Wang, D. Selvanathan, H. Hu and I. Adesidaa, Ohmic contact formation mechanism of Ta/Al/Mo/Au and Ti/Al/Mo/Au metallizations on AlGaN/GaN HEMTs. //J. Vac. Sci. Technol. B, 2005, V. 23, No. 6, pp. 2330-2335.

87. J. Burm, K. Chu, W. J. Schaff, L. F. Eastman, M. A. Khan, Q. Chen, J. W. Yang and M. S. Shur, 0. 12 mkm Gate III-V Nitride HFET's with High Contact Resistances. //IEEE Electron Device Letters, 1997, V. 18, No. 4, pp. 141-143.

88. High Temperature Ohmic Contacts to GaN-MESFETs, Microwaves: GaN electronics

89. V. R. Reddy, С. K. Ramesh, Low-Resistance Ohmic Contact to N-type GaN Using

90. M. R. Lorenz, В. B. Binkowski, Preparation, stability and chemiluminescence of gallium nitride. III. Electrochem Soc, 1962, V. 109, No. 24.

91. Z. Fun, S. N. Mohammad, W. Kim, Very low resistance multilayer Ohmic contact to n- GaN. //Appl. Phys. Lett, 1996, V. 68, pp. 1672-1674.

92. D. Selvanathan, F. M. Mohammed, J.-O. Bae and I. Adesidaa, Katherine H. A. Bogart, Investigation of surface treatment schemes on «-type GaN and A10. 20Ga0. 80N. //J. Vac. Sci. Technol. B, 2005, V. 23, No. 6, pp. 2538-2544.

93. J. О Song, S.-J. Park and T.-Y. Seonga, Effects of sulfur passivation on TiOAl ohmic contacts to n-type GaNusing CH3CSNH2 solution. //Appl. Phys. Lett., 2002, V. 80, No. 17, pp. 3129-3131.

94. W.-K. Wang, P.-C. Lin, C.-H. Lin, C.-K. Lin, Y.-J. Chan, Performance Enhancement by Using the n+-GaN Cap Layer and Gate Recess Technology on the AlGaN-GaN HEMT Fabrication. //IEEE Electron Device Letters, 2005, V. 26, No. 1, pp. 5-7.

95. S. Arulkumaran, T. Egawa, H. Ishikawa, M. Umeno and T. Jimbo, Effects of Annealing on Ti, Pd and Ni/n-A10:l lGaO:89N Schottky Diodes. //IEEE Transactions on Electron Devices, 2001, V. 48, No. 3, pp. 573-580.

96. Y Koyama, T Hashizume, H Hasegawa, Formation processes and properties of Schottky and ohmic contacts on n-type GaN for field effect transistor application. //Solid state electronics, 1999, V. 43, pp. 1483-1488.

97. M. Devre, R. Westerman, G. Muir, L. Bellon, ICP GaN etching// Compound Semiconductors, Chip, Unaxis.

98. H. Lee, D. B. Oberman and J. S. Harris, Reactive ion etching of GaN using CHF3/Ar and C2C1F5/Ar plasmas. //Appl. Phys. Lett, 1995, V. 67, p. 1754.

99. С. B. Vartuli, J. D. MacKenzie, J. W. Lee, C. R. Abernathy, S. J. Pearton and R. J. Shul, Cl2/Ar and CH4/H2/Ar dry etching of III-V nitrides. //Appl. Phys. Lett., 1996, V. 80, pp. 3705-3709.

100. S. A. Smith, C. A Wolden, M. D. Bremser, A. D. Hanser, R. F. Davis and W. V. Lampert, High rate and selective etching of GaN, AlGaN and A1N using an inductively coupled plasma. //Appl. Phys. Lett., 1997, V. 71, pp. 3631-3633.

101. H. Cho, S. C. Ryu, J. K. Kim, К. B. Shima, К. H. Auhb and S. J. Peartonc, Anisotropic pattern transfer in GaN by photo-enhanced wet etching. //Journal of Ceramic Processing Research, 2003, V. 4, No. 3, pp. 131-134.

102. P. Visconti, M. A. Reshchikov, К. M. Jones, F. Yun, D. F. Wang, R. Cingolani and H. Morkoc, Highly selective photoenhanced wet etching of GaN for defect investigation and device fabrication. //, GaN and Related Alloys 2000 MRS Proceedings Volume 639

103. Т. E. Cook, С. C. Fulton et al, Electronic properties of GaN (0001) Dielectric Interface. //International Journal of high speed electronics and systems, 2004, V. 14, No. 1, pp. 107-125.

104. W. S. Tan, P. A. Houston, P. J. Parbrook, Comparison of different surface passivation dielectrics in AlGaN/GaN heterostructure field-effect transistors. //Appl. Phys. Lett, 2002, V. 35, pp. 595-598.

105. M. D. Hampson, S.-C. Shen, R. S. Schwindt, R. K. Price, U. Chowdhury, M. M. Wong, T. G. Zhu, D. Yoo, R. D. Dupuis, Polyimide Passivated AlGaN-GaN HFETs With 7. 65 W/mm at 18 GHz. //IEEE Electron Device Letters, 2004, V. 25, No. 5, pp. 238-240.

106. M. Higashiwaki, N. Hirose and T. Matsui, Cat-CVD SiN-Passivated AlGaN-GaN HFETs with Thin and High Al Composition Barrier Layers. //IEEE Electron Device Letters, 2005, V. 26, No. 3, pp. 139-141.

107. G. Koley, V. Tilak, L. F. Eastman and M. G. Spencer, Slow Transients Observed in AlGaN/GaN HFETs: Effects of SiNx Passivation and UV Illumination, IEEE Transactions on Electron Devices, 2003, V. 50, No. 4, pp. 886-893.

108. H. Kim, R. M. Thompson, V. Tilak, T. R. Prunty, J. R. Shealy and L. F. Eastman, Effects of SiN Passivation and High-Electric Field on AlGaN-GaN HFET Degradation, IEEE Electron Device Letters, 2003, V. 24, No. 7, pp. 421-423.

109. K. Mackenzie, B. Reelfs, M. DeVre, R. Westerman and Dr. D. Johnson, Optimization of Low Stress PECVD Silicon Nitride// Compound Semi & Microtechnology, Chip, Unaxis.

110. H. Zhou, C. Sim, C. Hodson, R. Kinsey, C. D. W. Wilkinson, Deposition of Ammonia-free Silicon Nitride Using Inductively Coupled Plasma at Low Temperatures. //16th International Symposium on Plasma Chemistry, Taormina, 2003, pp. 22-27.

111. A. M. Tsaregorodtsev, A. N. Efimov, A. N. Pikhtin, I. G. Pichugin, AlGaN films grown by chloride-hidride chemical vapour deposition (CH CVD). //Inst. Phys. Conf. Ser., 1997, No. 155, pp. 243-246.

112. L. J. Van der Pauw, A method of measuring specific resistivity and hall, effect of discs of arbitrary shape.//Philips Res. Rep., 13, 1 (1958)

113. H. H. Berger, Models for contacts to planar devices. //Solid. State Electron., 1972, V. 15, p. 145.

114. P.M. Asbeck, E.T. Yu, S.S. lau, G.J. Sullivan, J.van Hove, Piezoelectric charge densities in AlGaN/GaN HFETs.// Electron. Lett., 33, 1997, p 1230

115. Y.Zhang, I.P. Smorchkova, C.R. Elsass, S. Keller, J.P. Ibbetson, S. DenBaars, U.K. Mishra, Chrge control and mobility in AlGaN'GaN transistors: Experiment and theoretical studies,// J. Appl. Phys., 87,2000, p 7981

116. РАБОТЫ, ВОШЕДШИЕ В ДИССЕРТАЦИЮ:

117. AlN/(Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N гетероструктуры с каналом на основе квантовой ямы для мощных полевых транзисторов. //Наноструктуры: Физика и Технология, -2006.-С. 246.