Characteristics Comparison of Nanochannel GaN-on-Si and GaN-on-SiC HEMTs

材料科学 跨导 高电子迁移率晶体管 光电子学 截止频率 放大器 振荡(细胞信号) 晶体管 氮化镓 电压 电气工程 图层(电子) 纳米技术 CMOS芯片 生物 遗传学 工程类
作者
Yu-Jun Lai,Yu‐Chen Liu,Yung-Feng Hsu,Meng‐Chyi Wu
出处
期刊:ECS Journal of Solid State Science and Technology [Institute of Physics]
卷期号:12 (7): 075002-075002 被引量:1
标识
DOI:10.1149/2162-8777/ace479
摘要

A comparative investigation on device characteristics of GaN-on-Si and GaN-on-SiC high electron mobility transistors (HEMTs) fabricated with the gate lengths of 175, 150, and 125 nm is conducted. The device performance of the HEMTs is evaluated through DC current-voltage, small-signal, and large-signal measurements. The HEMTs with 125 nm gate length exhibit better characteristics than the HEMTs with other gate lengths. Besides, obvious increases of maximum transconductance (G m) , drain current density (J D ), on/off current ratio, cutoff frequency (f T ), maximum oscillation frequency (f max ), power gain, and power-added efficiency (PAE) are observed for GaN-on-SiC HEMTs as compared with those for the GaN-on-Si HEMTs. The GaN-on-SiC HEMT with a gate length of 125 nm delivers a maximum G m of 299 mS mm −1 , a J D larger than 1.1 A mm −1 , an on/off current ratio of 3.8 × 10 4 , a f T of 59.4 GHz, a fmax of 62.3 GHz, a power gain of 17.6 dB, and PAE of 63.8%, which make it promising for RF power amplifier application.
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