Fabrication and electrical measurements of gallium nitride high electron mobility transistors

Gallium nitride (GaN) high electron mobility transistors (HEMTs) have a potential in electronic fields such as broadband communication and radar applications. GaN possesses many advantages including a direct and wide bandgap, making GaN HEMTs ideal to high voltage and high temperature. Experiments have yielded devices with high power output efficiency and bandwidth compared to other modern transistor devices. In this work, GaN HEMTs on silicon substrates with various gate lengths have been designed and fabricated. The current-voltage characteristics and breakdown voltages of the HEMTs have been measured. The design, fabrication, and characterization of different devices were presented, as well as the measurements and discussion of devices under effects of heat treatment. Although the fabrication technology is still immature and under development, GaN HEMTs have shown promising results in radio frequency, high power, and wireless power transfer applications. The goal of this work is to investigate the electrical properties of the GaN HEMTs and to develop this technology in high power devices in the future.Les transistors à haute mobilité d'électrons (HEMT) en nitrure de gallium (GaN) ont un grand potentiel dans les domaines de l’électronique tels que la communication large bande et les applications radar. Le GaN possède de nombreux avantages, y compris une large bande interdite, ce qui rend les HEMTs en GaN idéal à haute tension et haute température. En outre, des expériences démontrent que ces composantes peuvent performer à puissance élevée avec une bande passante et une efficacité supérieures comparé à d'autres transistors modernes. Dans ce projet, les HEMTs en GaN sur des substrats de silicium avec différentes longueurs de grille ont été conçus et fabriqués, et leurs propriétés électriques telles que les caractéristiques courant-tension et les tensions de claquage ont été mesurées. La conception, la fabrication et la caractérisation de dispositifs différents ont été étudiées. De plus, les effets du traitement à la chaleur ont été mesurés et examinés. Bien que cette technologie soit encore en développement, les HEMTs en GaN ont montré des résultats prometteurs pour les applications dans le spectre radiofréquence et à forte puissance, telle que la transmission d’énergie sans fil. L’objectif de ce projet de recherche est d'étudier les propriétés électriques des HEMTs en GaN et de développer cette technologie afin de maximiser la performance des appareils à forte puissance modernes