日本富士通宣布，该公司实现并首次演示了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）在X波段（8-12GHz）的高功率射频（RF）操作。基于GaN的HEMT在高频和高功率应用中具有巨大的潜力，例如无线基站和雷达系统中的射频（RF）功率放大器。该技术在实现更高的输出功率密度、延长通信距离方面具有特别的吸引力。
与在传统碳化硅（SiC）上生长的结构相比，使用AlN衬底可以使Al含量较高的AlGaN缓冲液与GaN二维薄电子通道（2DEG）结合使用。200nm厚的通道可以减少泄漏电流并改善夹断现象。这种Al含量高的AlGaN缓冲液可以形成有效的反向势垒。
在生长具有高Al含量和较低位错密度的AlGaN方面，AlN优于SiC，是由于与AlN的晶格匹配更紧密。如果使用SiC生长AlGaN，在产生大量的位错之前，晶格失配会限制含量在15％以下。
一些研究已经在探索使用GaN衬底来减少位错的方法，但是由于热导率（230W / mK）较低，这会带来潜在的热管理问题。相比之下，AlN和SiC在这方面要好得多，电导率分别为341W / mK和420W / mK。以前关于AlN的HEMT的报告集中在AlGaN通道的高温操作上，但是该通道合金散射而降低了迁移率。
该团队制造的HEMT的栅极长度、栅极宽度、栅极至漏极的长度分别为0.25μm、50μm和3μm。在SiC衬底上生产了一系列对比器件。该材料是使用AlN或SiC上的金属有机气相外延（MOVPE）生产，1英寸（0001）AlN衬底使用物理气相传输（PVT）制成，导致位错密度小于103 / cm2，且均方根表面粗糙度约为1nm。HEMT的欧姆源漏电极是钛/铝，栅极是镍/铝，器件用氮化硅钝化。
A的衬底是AlN，其余的衬底是SiC。用于A的AlGaN缓冲液的Al含量为30％，而SiC上的其余含量为5％。A和F包括2nm的AlN间隔物。
AlN HEMT的最大漏极电流达到1A / mm以上，但SiC上的器件的电流都低于1A / mm，而D器件的最大电流低至0.7A / mm。同样，SiC上的高漏电流器件在击穿电压方面也有所损失，从D的?270V降至F的?160V。相比之下，AlN上的器件A的击穿电压约为250V，接近于HEMT A在20V漏极偏置下的泄漏电流约为1μA/ mm，而B约为10μA/ mm，C约为0.1mA / mm。
在70V漏极偏置（Vds）的情况下，对X频段频率进行的负载拉测试实现了49.1％的峰值功率附加效率（PAE），输出功率（Pout）为41.7dBm，这些值相当于14.7W / mm的输出功率和9.6dB的增益，饱和输出功率密度达到15.7W / mm。研究人员表示下一代大功率RF器件甚至可以实现更好的输出功率特性。
