Мощный полевой транзистор на основе гетероструктуры (Al,Ga)N/GaN

2
Содержание 2
Введение 6
Глава 1. Литературный обзор 12
1.1. Введение 12
1.2. Особенности конструкции гетероструктур для мощных полевых
16
транзисторов на основе твердых растворов А1-Оа-М
1.2.1. Катастрофическое уменьшение тока стока мощных полевых ^
транзисторов на основе гетероперехода (А1,Са)Ы/СаМ
,.2.2. Цшжшрш. гешрошрушуры с ^
ограничением
1.2.3. Основные выводы по пункту 1.2 33
1.3. Особенности эпитаксиального роста гетероструктур системы твердых
34
растворов А1-0а-Ы
1.3.1. Особенности кристаллографического строения полупроводниковых материалов системы твердых растворов 34
А1-Са-1п-И
1.3.2. Подложки для эпитаксиального роста слоев
полупроводниковых соединений А11 N
1.3.3. Основные методики эпитаксиального роста полупроводниковых слоев АШМ
39
42
44
1.3.3.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия (МПЗ) 42
1.3.3.2. Газофазная эпитаксия из металлорганических соединений (МОСГФЭ)
1.3.3.3. Начальные стадии эпитаксиального роста А111 N 45
1.3.4. Основные выводы по пункту 1.3 48
1.4. Технология формирования мощных полевых транзисторов на основе гетероструюуры АЮаЖЗаЫ
1.4.1. Элементы конструкции мощного полевого транзистора на основе гетероструктуры АЮаИ/СаИ
1.4.2. Формирование омических и барьерных контактов к
49
49
широкозонным полупроводниковым материалам группы АШМ
53
3
1.4.2.1. Омические контакты к полупроводниковым материалам А11 N
1.4.2.2. Барьерыые контакты к А111 N
1.4.3. Плазмохимические технологии для материалов А1,1 N
1.4.3.1. Плазмохимическое травление межприборной изоляции
мощных полевых транзисторов па основе материалов группы АИИ
1.4.3.2. Методы жидкостного травления А11 N
1.4.3.3. Плазмохимическое осаждение диэлектриков для пассивации мощных полевых транзисторов на основе (А1, Са)П/СаП гетероструктуры
1.4.4. Основные выводы по пункту 1.4
Глава 2. Аппаратурные и методические особенности технологии создания мощного полевого транзистора на основе гетероструктуры (А1,Са)РММ*
2.1. Тестовый модуль для оценки электрофизических характеристик транзисторной гетероструктуры
2.1.1. Введение
2.1.2. Основные методы измерения параметров транзисторной гетероструктуры и элементов транзисторной топологии, использованные в тестовом модуле
2.1.2.1. Метод Ван-дер-Пау для определения параметров носителей в тонких эпитаксиальных слоях
2.1.2.2. Вольт-фарадные измерения для определения профиля свободных носителей транзисторной гетероструктуры
2.1.2.3. Метод ((длинной линии» для определения удельного сопротивления омических контактов
2.1.2.4. Тестовый транзистор для оценки удельных приборных параметров гетероструктуры
53
61
63
63
66
67
70
71
71
71
72
72
77
81
85
4
2.1.2.5. Прочие элементы тестового модуля для отработки и ^ проведения технологических процессов
2.1.2.6. Сводная топология тестового модуля 90
2.2. Взрывная литография для создания омических и барьерных контактов к
93
транзисторной гетероструктуре
2.3. Описание технологических установок для полного цикла технологических процессов создания мощного полевого транзистора на 96 основе гетерострукгуры (А1,Са)М/СаЫ
2.3.1. Установка для электронно-лучевого напыления материалов 96
2.3.2. Установка вжигания омических контактов 99
2.3.3. Установка плазмохимического травления 102
2.3.4. Другие технологические установки полного цикла 105 Глава 3. Гетероструктура на основе гетероперехода (AI,Ga)N/GaN для ^ мощного полевого транзистора.
3.1. Теоретическая оценка конструкции гетерострукгуры 107
3.1.1. Введение 107
3.1.2. Одинарные гетероструктуры (ОГС) 108
3.1.2.1. (Al,Ga)N/GaN структура с легированным (Al,Ga)N слоем 108
3.1.3.2. (Al/Ga)N/GaN структура с нелегированным (Al,Ga)N
112
слоем
3.1.3. Двойная гетероструктура (ДГС) 112
3.1.3.1. Стандартная ДГС 112
3.1.3.1. Двойная гетероструктура с AIN вставкой 115
3.1.3.2. Двойная гетероструктура с градиентным (Al,Ga)N
118
лосем и A IN вставкой
3.1.4. Улучшенная транзисторная ДГС 121
3.1.5. Выводы по этапу моделирования зонных диаграмм 122
3.2. Исследование влияния параметров слоев на характеристики двойной
127
гетероструктуры.
5
3.3. Исследование приборных характеристик транзисторной
гетероструктуры
Глава 4. Технологические этапы создания топологии мощного полевого
147
транзистора на основе гетероструктуры (А1,Са)М/ваК
4.1. Исследование процесса формирования омических контактов стока и ^ истока
4.2. Исследование плазмохимических процессов 152
4.3. Сводный маршрут изготовления элементов топологии полевого
транзистора
Глава 5. Мощный полевой транзистора на основе ДГС
156
А1олСао.9/Са1Ч/А1о.ззСао.б7№
5.1. Мощные транзисторы и их применение 156
5.2. Основные принципы разработки мощных СВЧ усилителей на
транзисторах
5.3. Выбор конструкции тестового мощного транзистора для извлечения его
164
удельных параметров.
5.4. Технология изготовления транзистора для извлечения его удельных
168
параметров
5.5. Удельные параметры мощного полевого транзистора 169
Заключение 171
Список цитируемой литературы 172
Работы, вошедшие в диссертацию 184
ВВЕДЕНИЕ
6
Актуальность темы: Исследования широкозонных полупроводниковых материалов (Al-Ga-In-N, SiC, GaP, алмаз и т.п.) за последние пятнадцать лет достигли значительных результатов, уровень которых соответствует началу разработок технологии серийного производства мощных приборов микро- и наноэлектроники с использованием этих соединений. Применение широкозонных материалов в качестве активной среды полупроводникового прибора делает возможным использовать такой элемент в экстремальных, по сравнению с приборами на кремнии (Si) или арсеииде галлия (GaAs), режимах и условиях (высокие напряжения, повышенные температуры и т.д.). Это особенно важно в связи с растущими потребностями миниатюризации электронных устройств, например, использование мощных полевых транзисторов в усилительных каскадах передающих СВЧ-систсм может стать альтернативой вакуумным лампам, которые до сих пор применяются в радиопередающих устройствах военного и гражданского назначения.
Технология широкозонных нитридов галлия и алюминия (GaN и A1N) в настоящее время является одной из самых интенсивно разрабатываемых в области электронной техники экстремального и военного применения. Прогнозы развития нитридных технологий показывают, что наиболее перспективными для изготовления мощных приборов микро- и наноэлектроники являются гетероструктуры (Ai,Ga)N/GaN. Электрофизические параметры подобных систем позволяют создавать приборы с удельной электрической мощностью более 10 Вт/мм, что значительно превышает предельные параметры устройств на основе гетероперехода (Al,Ga)As/GaAs.
По сравнению с маломощными приборами оптической микроэлектроники на основе твердых растворов Al-Ga-In-N, промышленная технология которых уже широко реализована, технологии мощных приборов, таких как мощные полевые транзисторы на основе гетероперехода (Al,Ga)N/GaN, к настоящему времени являются лабораторными или мелкосерийными. Это связано с тем, что технология мощных полевых транзисторов на основе A3N имеет ряд существенных проблем, включающих как сложности с получением материала с заданными свойствами, так
7
и проблемы с конструированием самого прибора. Проблемы первой группы обусловлены особенностями кристаллической решетки А3Ы и отсутствием массивных монокристаллов нитридных соединений, что неизбежно приводит к трудностям эпитаксиального роста активных слоев А3М. Широкозонность материала является причиной второй группы проблем технологии мощных приборов на основе А3М К этим проблемам относятся инертность материала к жидким травителям и трудности в создании омических контактов с низким значением удельного сопротивления.
В настоящей работе, посвященной исследованию возможных путей решения ряда актуальных проблем технологии полупроводниковых материалов системы твердых растворов А1-Са-Ы, приведен анализ основных этапов создания мощного полевого транзистора. Разработанные элементы маршрута позволяют создавать прибор с плотностью тока более 1 А/мм и пробивным напряжением более 60 В и могут быть использованы по отдельности при создании других мощных приборов на основе рассматриваемых материалов. Поэтому полученные результаты могут представлять общий интерес для физики и техники полупроводников.
Целю работы является исследование электрофизических и приборных характеристик одинарных (А1,Са)М/ОаЫ и двойных (А1,Са)Ы/ОаЫ/(А1,Са^ гетероструктур и разработка основных этапов технологии создания мощного полевого транзистора
Достижение поставленной иели обеспечивается решением следующих задач:
• исследование взаимовлияния слоев эпитаксиальной структуры на электрофизические параметры и стабильность приборных характеристик, определение базовой конструкции гетсроструктуры с электрофизическими параметрами, пригодными для создания мощного полевого транзистора;
• исследование влияния основных этапов планарной технологии создания мощного полевого транзистора на его приборные характеристики;
• выбор материалов и их композиций для формирования омических и выпрямляющих контактов;
• выбор технологии травления межприборной изоляции гстероструктур (А1,Са)Ы/СаЫ;
8
• создание методики оценки приборных и электрофизических параметров гетероструктур, а также влияния этапов постростовой обработки транзисторных нитридных гетероструктур;
• разработка конструкции, изготовление и испытание мощного полевого транзистора на основе гетероструктуры (А1,Са)Ы/ОаЫ.
Научная новизна представляемых в работе результатов заключается в следующем:
1. Теоретически промоделирована и экспериментально исследована конструкция двойной гетероструктуры А1хОа|. хЫ/СаЫ/А1уОа|.уЫ для мощного полевого транзистора. Определено, что при х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15 свободные электроны полностью локализованы в слое ваИ. Подобная конструкция гетероструктуры обеспечивает устойчивую управляемость каналом полевого транзистора.
2. Экспериментально получена зависимость подвижности свободных электронов в слое ваЫ двойной гетероструктуры (Л1,Са)П/ОаЫ/(А1,Са)Ы от толщины слоя. На основе полученной зависимости сделан вывод о возможности изготовления мощного полевого транзистора со сверхтонким каналом - 5 нм, что позволит улучшить управляемость каналом и дополнительно усилить электронное ограничение при сохранении подвижности и концентрации носителей, соответствующих требуемым плотностям тока мощного полевого транзистора.
3. Обнаружено увеличение пробивного напряжения между соседними транзисторами до 150 В и практически полное исчезновение паразитных токов утечки между стоком и истоком полевого транзистора в режиме отсечки при использовании двойной гетероструктуры А1хСа|. хЫЛЗаЫ/А1уСа|.уМ (х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15), выращенной с использованием в конструкции буфера сверхрешсток, а так же градиента по составу в нижнем (А1,Оа)Ы. Этот факт делает подобные двойные гетероструктуры более предпочтительными, чем традиционные гетероструктуры (А1,Са)Ы/СаЫ, для создания мощных полевых транзисторов.
9
4. В результате систематических исследований влияния
параметров технологических этапов на свойства контактных систем к слоям нелегированного (А1,Оа)Ы предложен и технически реализован вариант нанесения/обработки омического контакта, обладающего приемлемым соотношением контактного сопротивления и шероховатости поверхности (0.3 Ом*мм для легированного (А1,Са)М, шероховатость не более 800 А).
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Традиционно используемые для создания мощных полевых транзисторов одинарные гетероструктура (А1,Са)Ж5аЫ наряду с лучшими электрофизическими параметрами обладают существенным недостатком - отсутствием ограничения свободных электронов со стороны буферных слоев. Это приводит к захвату части электронов из канала мощного полевого транзистора на ловушках буферного слоя. Двойная гетероструктура А1хва| ^/СаЫ/А1уСа1.уЫ (х = 0.30-0.35 и у =
0.10-0.15) обеспечивает надежное ограничение электронов канала транзистора и необходимые для создания мощного полевого транзистора
электрофизические параметры: подвижность - 1000-1400см2/В*с, концентрация носителей в канале 1.2-2* 1013 см'2.
2. Зависимость подвижности свободных электронов в слое баИ двойной гетероструктуры (А1,Оа)Ы/ОаЫ/(А1,Са)Ы от толщины слоя имеет минимум при толщине канала 20±5 нм, что объясняется релаксацией ваЫ на решетке (Л1,Оа)ї4.
3. Использование в конструкции гстсроструктуры многослойных буферных слоев со сверхрешетками, а так же градиента по составу в нижнем (А1,Оа)Ы, позволяет значительно (вплоть до исчезновения) снизить паразитные токи утечки между стоком и истоком полевого транзистора на основе двойной гетерострукгуры А1хСа1.хЖ]аМ/А1уСа|.уЫ (х = 0.30-0.35 и у = 0.10-0.15), выращенной методом аммиачной МПЭ на подложке сапфира [0001]. Это позволяет уменьшить глубину травления мсжприборной изоляции соседних транзисторов до значения 0.18-0.20 мкм при толщине слоя ОаЫ 0.1 мкм.
10
Практическая значимость работы состоит в следующем:
1. Разработана конструкция двойной гетероструктуры AlxGaj. xN/GaN/AlyGa|.yN (Х=0.10-0.15 и Y=0.30-0.35), позволяющая создать мощный полевой транзистор
2. Разработана и технически реализована конструкция мощного полевого транзистора на основе ДГС (Al,Ga)N/GaN/(Al,Ga)N со следующими характеристиками: ток стока 400 мА, пробивное напряжение исток/сток 80 В, крутизна ВАХ 200 мСм/мм при длине затвора 0.3 мкм и ширине затвора 480 мкм.
3. Разработана технология формирования многослойных систем контактной металлизации к нелегированным слоям нитрида галлия, обладающих приемлемым соотношением контактное сопротивление/шероховатость поверхности.
4. Проведена модернизация комплекса технологического оборудования, позволяющего провести необходимые операции для создания мощного полевого транзистора на основе двойной гетероструктуры (Ai,Ga)N/GaN/(AI,Ga)N
5. Разработана и технически реализована конструкция тестового модуля для измерения основных электрофизических (подвижность носителей, концентрация и профиль концентрации носителей) и приборных характеристик (плотность тока, пробойное напряжение, токи утечки) транзисторных гетерострукгур
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работыдокладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах:
1. Третьей Всероссийской конференции “Нитриды галлия, индия и алюминия- структуры и приборы” (Москва, 2004)
2. Четвертой Всероссийской конференции “Нитриды галлия, индия и алюминия- струюуры и приборы” (Санкт-Петербург, 2005)
3. 14-м международном симпозиуме “Nanostructures: physics and technology” (Санкт-Петербург, 2006)
и
4. Ежегодных школах студентов и молодых специалистов СПбГЭТУ (ЛЭТИ) в 2001-2004 годах
5. ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2005-2006гг.).
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждается:
• самим фактом реализации мощного полевого транзистора, но своим
характеристикам, не уступающего лучшим мировым аналогам;
• использованием современных методик анализа и новейших образцов
технологического оборудования;
• соответствием результатов анализа данных, полученных в работе, с
имеющимися в литературе (когда такое сравнение возможно);
Публикаиии. По теме диссертации опубликовано 5 статей. Список работ приведен в конце дисссратции.
12
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. ВВЕДЕНИЕ
Исторически, точкой отсчета технологии гстерострукгурных приборов микроэлектроники считается создание и исследование свойств гетероструктур AIGaAs-GaAs, проведенные независимо лабораторией ФТИ под руководством Ж. И. Алферова и X. Руппрехтом и Дж. Вудолом в исследовательском центре им. Т. Уотсона корпорации IBM в 1967 году. С этого момента многие промышленные и исследовательские лаборатории США, России и Европы начали разработку теории гетероструктур и приборов с ними на основе полупроводниковых соединений AHIBV. Серьезным толчком к промышленному развитию гетероструктурной микроэлектроники послужила разработка в 70-х годах двух основных принципов получения гстероструктурных слоев AIUBV с заданными параметрами - молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и газофазной эпитаксии из паров металлоорганических соединений (МОС ГФЭ) ([1] и [2] соответственно). Создание подобного оборудования позволило получать слои полупроводниковых материалов AIHBV с контролируемыми параметрами и толщинами в несколько монослоев.
Идея использования гетсроструктур в полупроводниковых транзисторах была выдвинута В. Шокли в 1951 г., в патенте, связанном с транзисторами на р-n переходах [3] он предложил использовать широкозонный эмиттер для получения односторонней инжекции. В 1969 году Есаки и Тсу указали на возможность увеличения подвижности двумерного газа у границы гетероперехода [4]. Этот эффект впервые был экспериментально обнаружен в 1978 году [5], а в 1980 году создан первый гетероструктурный полевой транзистор [6], в котором использовался эффект повышенной подвижности 20-электронного газа. Такой тип полевого транзистора получил название - High Electron Mobility Transistor (HEMT) - транзистор с электронами высокой подвижности.
До момента создания теории НЕМТ приборов каналом проводимости полевых транзисторов являлся сильно легированный слой полупроводника, проводимость которого модулировалась полем затвора. Главным недостатком такой конструкции являлось наличие в одной области полупроводника носителей и атомов
13
ионизированной примеси, что значительно уменьшало достигаемые значения подвижности. Гетеропереход позволил решить эту проблему за счет возможности разделения области ионизированной примеси - широкозонный полупроводник (АЮаА$) от области носителей заряда - узкозонного собственного полупроводника (ваАз). Подобное применение гетероперехода позволило создавать приборы, работающие на частотах в десятки гигагерц. Основными областями применения гетероструктурных полевых транзисторов стали высокочастотные усилители (£>1 ГГц) и мощные переключатели (Г<100 МГц, 1М000В). До недавнего времени все подобные приборы изготавливались на гетероструктурах АЮаАз/СаАз, АЮаЛзЛпСаЛз, АНпАзЛпваАз.
В последние пятнадцать лет в качестве альтернативного материала предлагается полупроводниковая система твердых растворов А1-Оа-1п-Ы, с соответствующими гетеропереходами АЮаЫЮаЫ, АЮа1пК/ОаЫ и АЮа1пШпОаЫ. Основным достоинством указанной системы материалов являются выдающиеся электрофизические и предельные параметры соединений, что очень важно для создания мощных микроэлектронных приборов. Главным отличием гетеропереходов системы АШЫ от АшАз является увеличение значения дополнительного легирования канальной области за счет пьезополей, возникающих на границе гетероперехода из-за структурных особенностей нитридных материалов. Увеличение подвижности электронов в гетерострукгуре АЮаШЗаЫ впервые было отмечено в 1991 году [7]. Позже, основываясь на исследовании температурной зависимости подвижности и осцилляций Шубникова-де-Хааса, это увеличение было объяснено двумерным распределением носителей. Возможность использования гетероперехода АЮаЫ/СаЫ для работы в сверхвысокочастотных трактах была продемонстрирована в 1994 году [8]. После решения ряда технологических проблем, связанных с улучшением кристаллической структуры материала и образованием омических контактов была продемонстрирована работа нитридных НЕМТ на больших сигналах и при переключении высоких напряжений [9,10].
Как было указано ранее, интерес к системе полупроводниковых соединений А1-ваЛп-Ы вызван в первую очередь возможностью применять приборы на их основе в экстремальных, с точки зрения «обычных» полупроводников (вМЗе, АЮа-1п-Аз), условиях. Полупроводниковые соединения АШЫ превосходят другие полупроводники
14
по ряду следующих электрофизических параметров: значение ширины запрещенной зоны, 3.5 eV для GaN и 6.2 eV для A1N; термическая устойчивость и механическая прочность; значение электрического напряжения пробоя; спонтанная поляризация и пьезоэлектрические константы. Стоит отдельно отметить, что нитридные материалы также используются и для светоизлучающих и светочувствительных приборов, так в Японии и США освоено промышленное производство голубых и зеленых светодиодов с InGaN квантовыми ямами, началось производство полупроводниковых лазеров. Специальное военное применение имеют ультрафиолетовые фотодиоды — “слепые к солнечному свету”, способные регистрировать ультрафиолетовое излучение от пламени двигателя самолета, на фоне прямого солнечного света.
По сравнению со светодиодами и лазерами нитридные гетерострукгурные транзисторы еще не доведены до уровня промышленного производства. Тем не менее, их преимущества перед транзисторами на основе мышьяковых соединений экспериментально надежно продемонстрированы. Главное отличие — высокая плотность мощности, которая на порядок превышает максимальные значения, полученные на транзисторах на базе Al-Ga-As. Оценить предельные значения мощности приборов можно, сравнив пробойное напряжение затвор-сток и плотность канального тока полевых транзисторов обеих полупроводниковых систем. Так для нитридов пробойное напряжение составляет 70—100 В при плотности тока 1-1.5 А/мм, что позволяет достичь рабочей плотности мощности приборов 15-20 Вт/мм при КПД 25-30%, что в несколько раз превышает значения для арсенидов. Другая важная особенность шггридных полевых транзисторов — высокая термическая устойчивость. На сегодня продемонстрирована способность работы в непрерывном режиме при 300-350°С [11], что позволит эксплуатировать мощные транзисторы без сложной системы водяного охлаждения.
Наиболее важное применение мощных нитридных СВЧ-транзисторов — использование их в новых системах радиолокации на основе активных фазированных антенных решеток (АФАР). Такие локаторы уже реализованы на базе мышьячных гетероструктурных транзисторов, но имеют недостаточную мощность и нуждаются в сложных системах охлаждения. По сравнению с обычными РЛС на основе клистронов, АФАР не требует высоковольтного питания, заметно меньше по весу, имеет лучшее разрешение и быстродействие. АФАР более надежна, так как
15
продолжает функционировать при повреждении 30—40% рабочей площади (с частичной потерей разрешения). Все эти характеристики определяют перспективы АФАР, прежде всего как бортовых радиолокаторов истребителей и ракет земля— воздух; во вторую очередь — как основа РЛС гражданской авиации и стационарных аэродромных локаторов.
В заключение вводной части необходимо отметить, что технология гетероструктурных полевых транзисторов на основе системы ЛЮа-И в настоящее время имеет ряд проблем. Главными источниками технологических проблем являются особенность кристаллографии нитридных соединений и широкозонность материала. Однако, серьезные продвижения в области теоретического описания работы нитридного НЕМТ, а также развитие технологического оборудование, делают возможным переход технологии нитридных гетероструктурных транзисторов от лабораторного уровня к промышленному масштабу. Косвенным подтверждением грядущей «нитридизации» мирового рынка сверхвысокочастотных мощных транзисторов являются сообщения различных фирм о продаже опытных образцов приборов.
16
1.2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ГЕТЕРОСТРУКТУР ДЛЯ МОЩНЫХ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ АМа-К
1.2.1. Катастрофическое уменьшение тока стока мощных полевых транзисторов на основе гетероперехода (А1,Са)М/СаМ
Проблема резкого снижения тока стока 1с (на 50-60%) мощного полевого транзистора на основе гетероструктуры А1хОа|.хШЗаК при работе на высоких частотах входного сигнала (1-10 ГГц и выше) в настоящее время наиболее актуальна [12], [13], [14]. Подобный эффект наиболее выражен именно для мощных полевых транзисторов и носит название - «коллапс тока». Все предположения о природе и механизмах возникновения эффекта «коллапса тока» 1с обладают определенными недостатками, поэтому однозначного технологического решения проблемы к настоящему моменту не существует. Однако большая часть исследователей склонна рассматривать эффект как следствие кристаллографических особенностей соединений группы АГва-Ы и в качестве основного метода борьбы с данным явлением видит определенную конструкцию гетероструктуры для мощного полевого транзистора на основе А,ИМ. Для дальнейшего объяснения особенностей конструкции гетероструктуры мощного полевого транзистора, являющегося целью данной работы, необходимо детально рассмотреть возможные механизмы возникновения коллапса тока стока 1с.
Первоначальным предположением о механизмах эффекта коллапса тока был подход, предложенный авторами [15]. В статье указывалось на саморазогрев носителей в канале мощного полевого транзистора при работе в усилительном тракте. Авторы опирались на тот факт, что мощный нитридный транзистор, выращенный на сапфировой подложке, при плотности тока стока 1с=1 А/мм и напряжении исн=5 В может иметь температуру около 400 К, что является значительным для уменьшения подвижности носителей в канале. Явным опровержением подобного подхода был факт наличия коллапса тока на приборах при плотностях мощности 0.5 Вт/мм, что могло увеличить температуру в канале не более чем на 15-20 градусов. Этого явно не достаточно для ощутимого влияния на электрофизические параметры прибора.