Pièges reliés au Carbone dans des couches buffer GaN

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Le rôle des pièges reliés au carbone, utilisé pour l’obtention de buffer résistif dans les structures HEMT GaAlN /GaN épitaxiées sur Si, est étudié expérimentalement et par simulations numériques. Les structures analysées ne possèdent pas de grille, ce qui permet, par l’étude des transitoires de courant IDS(t) obtenus par des mesures de backgating  par le substrat, l’observation  des pièges uniquement dans les buffer GaN (et non à l’interface GaAlN/GaN, dans la barrière GaAlN ainsi qu’à la surface du dispositif) de par l’effet d’écran du gaz 2D persistant dans les conditions de mesures. Une décroissance de IDS(t) est observée et caractérisée par une énergie d’activation thermique EA de 0.9 eV. La simulation des courbes IDS(t) avec 3 scenarii possibles pour l’influence du carbone est présentée : A-autocompensation par des états légers D(CGa) et A(CN), B-présence d’un accepteur profond (piège de trou) lié à CN à EV+0.9 eV, C-présence d’un accepteur profond (piège à électron) lié à CN à Ec-0.9 eV. Il est très clairement montré que seul le scénario B reproduit parfaitement les résultats expérimentaux. Il faut considérer qu'une fraction seulement (0.6%) du dopage nominal en carbone est actif et en accord avec d’autres résultats.