Publication

Multi-Channel AlScN/GaN RF HEMTs Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition

2026

Résumé

We demonstrate multi-channel AlScN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs) grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The five-channel structure exhibits a high electron mobility (μ) of 1030 cm2/V·s together with a high carrier concentration (ns) of 3.58×1013 cm-2. Devices with a gate length (Lg) of 95 nm and a total gate width (Wg) of 2×15 μm were fabricated using a tri-gate architecture with varying fin widths. The 300 nm fin width device achieves a current densities of 4.2 A/mm with improved linearity, while reducing the fin width to 75 nm enhances electrostatic control over all channels and yields fT/fMAX of 70/163 GHz. The passivated devices show retain a stable ID,max under repeated measurements and an off-state breakdown of 18.5 V at Lgd = 400 nm. These results highlight the promise of MOCVD-grown AlScN/GaN multi-channel HEMTs for RF applications, with strong DC and small-signal RF characteristics, motivating further study of its large-signal performance for mm-wave operation.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/23299f4e-ccb6-4ee6-a92f-a0c9f564dbe6

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Concepts associés (32)

Multigate device

A multigate device, multi-gate MOSFET or multi-gate field-effect transistor (MuGFET) refers to a metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET) that has more than one gate on a single transistor. The multiple gates may be controlled by a single gate electrode, wherein the multiple gate surfaces act electrically as a single gate, or by independent gate electrodes. A multigate device employing independent gate electrodes is sometimes called a multiple-independent-gate field-effect transistor (MIGFET).

MODFET

Le MODFET (modulated-doping field effect transistor) ou transistor à effet de champ à dopage modulé est un type de transistor à effet de champ (FET). Il est connu aussi sous le nom de HEMT (High Electron Mobility Transistor), ou transistor à électron à haute mobilité. Comme les autres FET, les MODFET sont utilisés dans les circuits intégrés comme interrupteur numérique. vignette|Structure de bande d'un transistor HEMT n-AlGaAs/GaAs montrant la présence d'une zone de gaz d'électrons 2D.

Electron mobility

In solid-state physics, the electron mobility characterises how quickly an electron can move through a metal or semiconductor when pulled by an electric field. There is an analogous quantity for holes, called hole mobility. The term carrier mobility refers in general to both electron and hole mobility. Electron and hole mobility are special cases of electrical mobility of charged particles in a fluid under an applied electric field. When an electric field E is applied across a piece of material, the electrons respond by moving with an average velocity called the drift velocity, .

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Linear analysis of the effect of shaping on trapped electron mode instability: from a reduced model to gyro-kinetics