Fabrication of Low On‐Resistance and Normally Off AlGaN/GaN Metal Oxide Semiconductor Heterojunction Field‐Effect Transistors with AlGaN Back Barrier by the Selective Area Regrowth Technique

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作者
Jumpei Tajima,Toshiki Hikosaka,Shinya Nunoue
出处
期刊:Physica Status Solidi A-applications and Materials Science [Wiley]
卷期号:220 (16) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/pssa.202200840
摘要

Herein, a recessed‐gate AlGaN/GaN metal oxide semiconductor heterojunction field‐effect transistor (MOS‐HFET) with an AlGaN back‐barrier layer fabricated by a selective area regrowth (SAG) technique is investigated. A recessed‐gate structure enables normally off operation required for power‐switching applications. A thin AlGaN/GaN channel and the AlGaN back‐barrier structures are fabricated on a Si substrate by metal–organic chemical vapor deposition. The 50 nm thick, thin GaN channel layer with a smooth surface is grown on the AlGaN back‐barrier layer. A recessed‐gate structure is successfully formed by SAG of an AlGaN/GaN layer on the thin AlGaN/GaN layer. The regrown AlGaN/GaN high electron mobility transistor structure shows lower sheet resistance owing to high concentration and high mobility of a two‐dimensional electron gas. Transfer characteristics of the thin AlGaN/GaN channel MOS‐HFETs show normally off operation as a consequence of using the AlGaN back‐barrier structure. Channel mobility becomes five times higher than that of GaN channel in the case of using the thin AlGaN/GaN channel. These results indicate that the regrown thin AlGaN/GaN channel MOS‐HFET has the potential to realize low on‐resistance and normally off operation.
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