An electrical characterization of a two-dimensional electron gas in GaN/AIGaN on silicon substrates

Journal of Applied Physics

Volumn 95, Issue 12, 2004, Pages 7982-7989

  Elhamri, S ^a   Berney, R ^a   Mitchel, W C ^b   Mitchell, W D ^b   Roberts, J C ^c   Rajagopal, P ^c   Gehrke, T ^c   Piner, E L ^c   Linthicum, K J ^c  

^a UNIVERSITY OF DAYTON   (United States)

^b AIR FORCE RESEARCH LABORATORY   (United States)

^c NITRONEX CORPORATION   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRICAL CHARACTERIZATION; ELECTRON SATURATION VELOCITY; SMALL ANGLE SCATTERING; TWO-DIMENSIONAL ELECTRON GAS;

ALUMINUM COMPOUNDS; CARRIER CONCENTRATION; CRYSTALLIZATION; ELECTRIC PROPERTIES; HALL EFFECT; HETEROJUNCTIONS; LIGHT EMITTING DIODES; MAGNETIC FIELDS; OPTOELECTRONIC DEVICES; QUANTUM THEORY; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SILICON CARBIDE; TRANSPORT PROPERTIES;

GALLIUM NITRIDE;

EID: 3142647707     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1736327     Document Type: Article

References (65)

1. S. J. Pearton, F. Ren, A. P. Zhang, and K. P. Lee, Mater. Sci. Eng., R. 30, 55 (2000).
2. H. Morkoc, A. Di Carlo, and R. Cingolani, Solid-State Electron., 46, 157 (2002).
3. S. N. Mohamed and H. Morkoc, Prog. Quantum Electron. 20, 361 (1996).
4. E. Munoz, E. Monroy, J. L. Pau, F. Calle, F. OMnes, and P. Gibrat, J. Commun. Technol. Electron. 13, 7115 (2001).
5. M. S. Shur, Solid-State Electron. 42, 2131 (1998).
6. The typically quoted value for InN is 1.9 eV. Recent studies however suggest that the InN band gap could be as low as 0.7 eV at room temperature, For more details see: A. G. Bhuiyan, A. Hashimoto, and A. Yamamoto, J. Appl. Phys. 94, 2779 (2003).
7. J. C. Zolper, Solid-State Electron. 43, 1479 (1999).
8. R. Gaska, M. S. Shur, T. A. Fjeldly, and A. D. Bykhovski, J. Appl. Phys. 85, 3009 (1999).
9. Q. Chen, J. W. Yang, M. Blasingame, C. Faber, A. T. Ping, and I. Adesida, Mater. Sci. Eng., B 59, 395 (1999).
10. B. J. Baliga, IEEE Electron Device Lett. 10, 455 (1989).
11. E. O. Johnson, RCA Rev. 26, 163 (1965).
12. R. F. Davis, Physica B 185, 1 (1993).
13. S. Elhamri, A. Saxler, W. C. Mitchel, R. Berney, C. Elsass, Y. Smorchkova, U. K. Mishra, J. S. Speck, U. Chowdhury, and R. D. Dupuis, J. Appl. Phys. 93, 1079 (2003).
14. W. Lu, V. Kumar, R. Schwindt, E. Piner, and I. Adesida, Solid-State Electron. 46, 1441 (2002).
15. O. Koley, V. Tilak, H.-Y. Cha, L. F. Eastman, and M. G. Spencer, Proceedings IEEE Lester Eastman Conference on High Performance Devices, Newark, DE, 6-8 August, 2002, Vol. 8, p. 470.
16. B. Luo, R. Mehandra, J. Kim, F. Ren, B. P. Gila, A. H. Onstine, C. R. Abernathy, S. J. Pearton, R. Pitch, J. Gillespie, T. Jenkins, J. Sewell, D. Vila, A. Crespo, and Y. Irokawa, Proceedings IEEE Lester Eastman Conference on High Performance Devices, Newark, DE, 6-8 August, 2002, Vol. 9, p. 477.
17. J. D. Brown, R. Borges, E. Piner, A. Vescan, S. Singhai, and R. Themen, Solid-State Electron. 46, 1535 (2002).
18. R. Dietrich, A. Wieszt, A. Vescan, H. Leier, R. Stenzel, and W. Klix, Solid-State Electron. 47, 123 (2003).
19. I. Daumiller, D. Theron, C. Gaquiere, A. Vescan, R. Dietrich, A. Wieszt, H. Leier, R. Vetury, U. K. Mishra, I. P. Smorchkova, S. Keller, N. X. Nguyen, C. Nguyen, and E. Kohn, IEEE Electron Device Lett. 22, 62 (2001).
20. R. Vetury, N. Q. Zhang, S. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 560 (2001).
21. P. B. Klein, S. C. Binari, K. Ikossi, A. E. Wickenden, D. D. Koleske, and R. L. Henry, Appl. Phys. Lett. 79, 3527 (2001).
22. G. Simin, A. Koudymov, A. Tarakji, X. Hu, J. Yang, and M. Asif Khan, Appl. Phys. Lett. 79, 2651 (2001).
23. S. Kaiser, M. Jacob, J. Zweck, W. Gebhardt, O. Ambacher, R. Dimitrov, A. T. Schremer, J. A. Smart, and J. R. Shealy, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 733 (2000).
24. Y. Honda, Y. Kuroiwa, M. Yamaguchi, and N. Sawaki, Appl. Phys. Lett. 80, 222 (2002).
25. A. T. Schremer, J. A. Smart, Y. Wang, O. Ambacher, N. C. MacDonald, and J. R. Shealy, Appl. Phys. Lett. 76, 736 (2000).
26. M.-H. Kim, Y.-C. Bang, N.-M. Park, C.-J. Choi, T.-Y. Seong, and S.-J. Park, Appl. Phys. Lett. 78, 2858 (2001).
27. A. Krost and A. Dadgar, Mater. Sci, Eng., B 93, 77 (2002).
28. F. Semond, P. Lorenzini, N. Grandjean, and J. Massies, Appl. Phys. Lett. 78, 335 (2001).
29. P. Rajagopal, T. Gehrke, J. C. Roberts, J. D. Brown, T. W. Weeks, E. L. Piner, and K. J. Linthicum, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 743, 3 (2003).
30. A. Dadgar, M. Poschenrieder, J. Biäsing, O. Contreras, F. Bertram, T. Riemann, A. Reiher, M. Kunze, I. Daumiller, A. Krtschil, A. Diez, A. Kuluza, A. Modlich, M. Kamp, J. Christen, F. A. Ponce, E. Kohn, and A. Krost, J. Cryst. Growth 248, 556 (2003).
31. A. Krost and A. Dadgar, Phys. Status Solidi A 194, 361 (2002).
32. A. Vescan, J. D. Brown, J. W. Johnson, R. Therrien, T. Gehrke, P. Rajagopal, J. C. Roberts, S. Singhal, W. Nagy, R. Borges, E. Piner, and K. Linthicum, Phys. Status Solidi C 0, 52 (2002).
33. H. S. Kim, R. A. Mair, J. Li, Y. Y. Lin, and H. X. Jiang, Appl. Phys. Lett. 76, 1252 (2000).
34. W. Shan, J. W. Ager III, K. M. Yu, W. Walukiewicz, E. E. Haller, M. C. Martin, W. R. McKinney, and W. Yang, J. Appl. Phys. 85, 8505 (1999).
35. A. V. Buyanov, J. A. Sandberg, B. E. Sernelius, P. O. Holtz, J. P. Bergman, B. Monemar, H. Amano, and I. Akasaki, J. Cryst. Growth 189/190, 758 (1998).
36. J. M. Redwing, M. A. Tishler, J. S. Flynn, S. Elhamri, M. Ahoujja, R. S. Newrock, and W. C. Mitchel, Appl. Phys. Lett. 69, 963 (1996).
37. M. J. Manfra, N. G. Weimann, J. W. P. Hsu, L. N. Pfeiffer, K. W. West, S. Syed, H. L. Stormer, W. Pan, D. V. Lang, S. N. G. Chu, G. Kowach, A. M. Sergent, J. Caissie, K. M. Molvar, L. J. Mahoney, and R. J. Molnar, J. Appl. Phys. 92, 338 (2002).
38. I. P. Smorchkova, C. R. Elsass, J. P. Ibbetson, R. Vetury, B. Heying, P. Fini, E. Haus, S. P. DenBaars, J. S. Speck, and U. K. Mishra, J. Appl. Phys. 86, 4520 (1999).
39. E. Frayssinet, W. Knap, P. Lorenzini, N. Grandjean, J. Massies, C. Skierbiszewski, T. Suski, I. Grzegory, S. Porowski, G. Simin, X. Hu, M. Asif Khan, M. S. Shur, R. Gaska, and D. Maude, Appl. Phys. Lett. 77, 2551 (2000).
40. V. Kumar, A. Kuliev, R. Schwindt, G. Simin, J. Yang, M. Asif Khan, and I. Adesida, Phys. Status Solidi A 194, 456 (2002).
41. J. B. Webb, H. Tang, J. A. Bardwell, and P. Coleridge, Phys. Status Solidi A 176, 243 (1999).
42. M. J. Uren, T. Martin, B. T. Hughes, K. P. Hilton, A. Wells, R. S. Balmer, D. C. Herbert, A. M. Keir, D. J. Wallis, A. J. Pidduck, and M. Missous, Phys. Status Solidi A 194, 468 (2002).
43. M. E. Levinshtein, P. A. Ivanov, M. Asif Khan, G. Simin, J. Zhang, X. Hu, and J. Yang, Semicond. Sci. Technol. 18, 666 (2003).
44. J. J. Harris, K. J. Lee, T. Wang, S. Sakai, Z. Bougrioua, I. Moerman, E. J. Thrush, J. B. Webb, H. Tang, T. Martin, D. K. Maude, and J.-C. Portal, Semicond. Sci. Technol. 16, 402 (2001).
45. O. Ambacher, J. Smart, J. R. Shealy, N. G. Weimann, K. Chu, M. Murphy, W. J. Schaff, L. F. Eastman, R. Dimitrov, L. Wittmer, M. Stutzmann, W. Rieger, and J. Hilsenbeck, J. Appl. Phys. 85, 3222 (1999).
46. J. S. Kim, D. G. Seiler, and W. F. Tseng, J. Appl. Phys. 73, 8324 (1993).
47. P. T. Coleridge, R. Stoner, and R. Fletcher, Phys. Rev. B 39, 1120 (1989); P. T. Coleridege, Semicond. Sci. Technol. 5, 961 (1990): S. E. Schacham, E. J. Haugland, and S. A. Alterovitz, Appl. Phys. Lett. 61, 551 (1992); F. F. Fang, A. B. Fowler, and A. Harstein, Phys. Rev. B 16, 4446 (1977).
48. P. T. Coleridge, R. Stoner, and R. Fletcher, Phys. Rev. B 39, 1120 (1989); P. T. Coleridege, Semicond. Sci. Technol. 5, 961 (1990): S. E. Schacham, E. J. Haugland, and S. A. Alterovitz, Appl. Phys. Lett. 61, 551 (1992); F. F. Fang, A. B. Fowler, and A. Harstein, Phys. Rev. B 16, 4446 (1977).
49. P. T. Coleridge, R. Stoner, and R. Fletcher, Phys. Rev. B 39, 1120 (1989); P. T. Coleridege, Semicond. Sci. Technol. 5, 961 (1990): S. E. Schacham, E. J. Haugland, and S. A. Alterovitz, Appl. Phys. Lett. 61, 551 (1992); F. F. Fang, A. B. Fowler, and A. Harstein, Phys. Rev. B 16, 4446 (1977).
50. P. T. Coleridge, R. Stoner, and R. Fletcher, Phys. Rev. B 39, 1120 (1989); P. T. Coleridege, Semicond. Sci. Technol. 5, 961 (1990): S. E. Schacham, E. J. Haugland, and S. A. Alterovitz, Appl. Phys. Lett. 61, 551 (1992); F. F. Fang, A. B. Fowler, and A. Harstein, Phys. Rev. B 16, 4446 (1977).
51. M. A. Khan, J. N. Kuznia, J. M. Van Hove, N. Pan, and J. Carter, Appl. Phys. Lett. 60, 3027 (1992).
52. R. Gaska, J. W. Yang, A. Osinsky, Q. Chen, M. Asif Khan, A. O. Orlov, G. L. Snider, and M. S. Shur, Appl. Phys. Lett. 72, 707 (1998).
53. A. F. Braña, C. Diaz-Paniagua, F. Batallan, J. A. Garrido, E. Muñz, and F. Omnes, J. Appl. Phys. 88, 932 (2000).
54. R. Dimitrov, M. Murphy, J. Smart, W. Schaff, J. R. Shealy, L. F. Eastman, O. Ambacher, and M. Stutzmann, J. Appl. Phys. 87, 3375 (2000).
55. P. T. Coleridge, M. Hayne, P. Zawadzki, and A. S. Sachradja, Surf. Sci. 361/362, 560 (1995); M. Haynes, A. Usher, J. J. Harris, and C. T. Foxon, Phys. Rev. B 46, 9515 (1992).
56. P. T. Coleridge, M. Hayne, P. Zawadzki, and A. S. Sachradja, Surf. Sci. 361/362, 560 (1995); M. Haynes, A. Usher, J. J. Harris, and C. T. Foxon, Phys. Rev. B 46, 9515 (1992).
57. H. Çelik, M. Cankurtaran, A. Bayrakli, E. Tiras, and N. Balkan, Semicond. Sci. Technol. 12, 389 (1997).
58. R. G. Mani and J. P. Anderson, Phys. Rev. B 37, 4299 (1988); J. P. Harrang, R. J. Higgins, R. K. Goodall, P. R. Jay, M. Laviron, and P. Delescluse, ibid. 32, 8126 (1985).
59. R. G. Mani and J. P. Anderson, Phys. Rev. B 37, 4299 (1988); J. P. Harrang, R. J. Higgins, R. K. Goodall, P. R. Jay, M. Laviron, and P. Delescluse, ibid. 32, 8126 (1985).
60. U. Bockelmann, G. Abstreiter, G. Winmann, and W. Schlapp, Phys. Rev. B 41, 7864 (1990).
61. S. Elhamri, A. Saxler, W. C. Mitchel, C. R. Elsass, I. P. Smorchkova, B. Heying, E. Haus, P. Fini, J. P. Ibbetson, S. Keller, P. M. Petroff, S. P. DenBaars, U. K. Mishra, and J. S. Speck, J. Appl. Phys. 88, 6583 (2000).
62. C. R. Elssas, I. P. Smorchkova, B. Heying, E. Haus, P. Fini, K. Maranowski, J. P. Ibbetson, S. Keller, P. M. Petroff, S. P. DenBaars, U. K. Mishra, and J. S. Speck, Appl. Phys. Lett. 74, 3528 (1999).
63. J. B. Webb, H. Tang, J. A. Bardwell, and P. Coleridge, Appl. Phys. Lett. 78, 3845 (2001).
64. J. Antoszewski, M. Gracey, J. M. Dell, L. Faraone, T. A. Fisher, G. Parish, Y.-F. Wu, and U. K. Mishra, J. Appl. Phys. 87, 3900 (2000).
65. P. B. Shah, D. D. Smith, T. E. Griffin, K. A. Jones, and S. T. Sheppard, IEEE Trans. Electron Devices 47, 308 (2000).