Article Dans Une Revue Applied Physics Letters Année : 2026

Ammonia source molecular beam epitaxy of ScAlN/GaN HEMTs with AlN exclusion layers

Epitaxie sous jets moléculaires à source ammoniaque de HEMTs ScAlN/GaN avec des espaceurs AlN

Résumé

In this work, ScAlN/GaN high electron mobility transistor heterostructures were grown by molecular beam epitaxy with an ammonia source. The impact of inserting an AlN exclusion layer between the ScAlN barrier and the GaN channel is studied. On the one hand, increasing the AlN exclusion layer thickness from 0.15 to 3.5 nm results in an enhancement of the electron mobility from 391 to 921 cm2/V s. On the other hand, the heterostructure containing a 1.5 nm thick AlN layer grown at 800 °C exhibits a mobility of 666 cm2/V s, while that with a 1.6 nm AlN layer grown at a lower temperature reveals a mobility of 1025 cm2/V s, the maximum recorded in this study, which underlines the important role of this parameter.

Dans ce travail, des hétérostructures pour transistors à haute mobilité électronique ScAlN/GaN ont été élaborées par épitaxie par jets moléculaires avec une source d'ammoniac. L'influence de l'insertion d'une couche espaceur d'AlN entre la barrière ScAlN et le canal GaN a été étudiée. D'une part, l'augmentation de l'épaisseur de la couche AlN de 0,15 à 3,5 nm entraîne une amélioration de la mobilité électronique, passant de 391 à 921 cm²/V·s. D'autre part, l'hétérostructure comportant une couche d'AlN de 1,5 nm d'épaisseur, déposée à 800 °C, présente une mobilité de 666 cm²/V·s, tandis que l'hétérostructure avec une couche d'AlN de 1,6 nm, déposée à une température inférieure, atteint une mobilité de 1025 cm²/V·s, la valeur maximale enregistrée dans cette étude, ce qui souligne l'importance de ce paramètre.

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hal-05625211 , version 1 (18-05-2026)

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Citer

Florian Bartoli, Valentina Gallardo-Mödinger, Ileana Florea, Sébastien Chenot, Maxime Hugues, et al.. Ammonia source molecular beam epitaxy of ScAlN/GaN HEMTs with AlN exclusion layers. Applied Physics Letters, 2026, Frontiers in Nitride Semiconductors Research, 128 (19), pp.191601. ⟨10.1063/5.0325373⟩. ⟨hal-05625211⟩
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