Оптимизация процесса пассивации при изготовлении СВЧ-транзисторов на основе AlGaN/GaN гетероструктур методом ICP CVD

In present study is considered the influence of the regimes of passivating dielectric silicon nitride SiNx films deposition by the chemical vapor deposition in an inductively coupled plasma (ICP CVD) on the parameters of the high electron mobility transistors (HEMT) based on AlGaN/GaN heterostructures. By the investigation of dielectric material layers’ parameters was revealed the influence of RF and ICP generators power, working gases flows ratio on the films growth rate and perfection, also their effect on the CVC of passivated HEMT. With RF power increasing the deposition rate did not change, while its growth was observed with ICP power increasing. The transistor slope strongly decreases with RF power increasing, its maximum was achieved with a minimum RF power of 1 W. At the initial moment of deposition even at low values of RF power (at 3 W already) the transistor structure becomes completely inoperative. Shown, that the deposition process of dielectrics for the HEMT passivation must begin at the lowest possible RF power. An AlGaN/GaN UHF HEMT structure passivation process has been developed, allowing the deposition of conformal films and obtaining low drain-source currents in turn-off transistors without deterioration in the open state — at no more than 15 and 100 μA for 1,25 and 5 mm Т-gate width respectively (UG = –8 V and USD = 50 V).Рассмотрено влияние режимов нанесения пассивирующих диэлектрических пленок нитрида кремния SiNx методом плазмохимического осаждения из газовой фазы в индуктивно-связанной плазме (ICP CVD) на параметры транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе гетероструктур AlGaN/GaN. На основании результатов исследования параметров полученных слоев диэлектрического материала определено влияние RF и ICP мощностей, соотношения потоков рабочих газов на скорость роста пленок и их совершенство, а также их влияние на вольт-амперные характеристики пассивируемых HEMT. Скорость осаждения при увеличении RF мощности практически не менялась, однако при увеличении ICP мощности наблюдался ее рост. При этом крутизна транзистора сильно снижалась с ростом RF мощности, ее максимум достигался при минимальной мощности RF = 1 Вт. В начальный момент роста, даже при невысоких значениях RF мощности (уже при 3 Вт), структура транзистора становилась полностью неработоспособной. Показано, что процесс осаждения диэлектрика для пассивации HEMT необходимо начинать при максимально низких значениях RF мощности. Отработан технологический процесс пассивации AlGaN/GaN СВЧ HEMT, позволяющий осаждать конформные пленки и получать низкие токи сток—исток транзисторов в закрытом состоянии без ухудшения характеристик в открытом состоянии — на уровне не более 15 и 100 мкА соответственно для общей ширины Т-образного затвора 1,25 и 5 мм (Uз = –8 В и Uс-и = 50 В)