A simple method for the creation of Ohmic contact to 2D electron gas in AlGaN/GaN high electron-mobility transistors using Cr/graphene layer is demonstrated. A weak temperature dependence of this Ohmic contact observed in the range 77 to 300 K precludes thermionic emission or trap-assisted hopping as possible carrier-transport mechanisms. It is suggested that the Cr/graphene combination acts akin to a doped n-type semiconductor in contact with AlGaN/GaN heterostructure, and promotes carrier transport along percolating Al-lean paths through the AlGaN layer. This use of graphene offers a simple method for making Ohmic contacts to AlGaN/GaN heterostructures, circumventing complex additional processing steps involving high temperatures. These results could have important implications for the fabrication and manufacturing of AlGaN/GaN-based microelectronic and optoelectronic devices/sensors of the future.

1.
R.
Gaska
,
Q.
Chen
,
J.
Yang
,
A.
Osinsky
,
M. A.
Khan
, and
M. S.
Shur
,
IEEE Electron Device Lett.
18
,
492
(
1997
).
2.
J. W.
Chung
,
W. E.
Hoke
,
E. M.
Chumbes
, and
T.
Palacios
,
IEEE Electron Device Lett.
31
,
195
(
2010
).
3.
D. J.
Denninghoff
,
S.
Dasgupta
,
J.
Lu
,
S.
Keller
, and
U. K.
Mishra
,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
785
(
2012
).
4.
K.
Shinohara
,
D.
Regan
,
I.
Milosavljevic
,
A. L.
Corrion
,
D. F.
Brown
,
P. J.
Willadsen
,
C.
Butler
,
A.
Schmitz
,
S.
Kim
,
V.
Lee
,
A.
Ohoka
,
P. M.
Asbeck
, and
M.
Micovic
,
IEEE Electron Device Lett.
32
,
1074
(
2011
).
5.
Y.
Yue
,
Z.
Hu
,
J.
Guo
,
B.
Sensale-Rodriguez
,
G.
Li
,
R.
Wang
,
F.
Faria
,
T.
Fang
,
B.
Song
, and
X.
Gao
 et al,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
988
(
2012
).
6.
Y.
Dora
,
A.
Chakraborty
,
L.
McCarthy
,
S.
Keller
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
IEEE Electron Device Lett.
27
,
713
(
2006
).
7.
N.
Tipirneni
,
A.
Koudymov
,
V.
Adivarahan
,
J.
Yang
,
G.
Simin
, and
M. A.
Khan
,
IEEE Electron Device Lett.
27
,
716
(
2006
).
8.
N. Q.
Zhang
,
S.
Keller
,
G.
Parish
,
S.
Heikman
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
IEEE Electron Device Lett.
21
,
421
(
2000
).
9.
V.
Adivarahan
,
W. H.
Sun
,
A.
Chitnis
,
M.
Shatalov
,
S.
Wu
,
H. P.
Maruska
, and
M. A.
Khan
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
2175
(
2004
).
10.
A. A.
Allerman
,
M. H.
Crawford
,
A. J.
Fischer
,
K. H. A.
Bogart
,
S. R.
Lee
,
D. M.
Follstaedt
,
P. P.
Provencio
, and
D. D.
Koleske
,
J. Cryst. Growth
272
,
227
(
2004
).
11.
Y.
Liao
,
C.
Thomidis
,
C.
Kao
,
A.
Moldawer
,
W.
Zhang
,
Y.
Chang
,
A. Y.
Nikiforov
,
E.
Bellotti
, and
T. D.
Moustakas
,
Phys. Status Solidi (RRL)
4
,
49
(
2010
).
12.
T.
Mukai
,
D.
Morita
, and
S.
Nakamura
,
J. Cryst. Growth
189
,
778
(
1998
).
13.
T.
Nishida
,
H.
Saito
, and
N.
Kobayashi
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
3927
(
2001
).
14.
C.
Gmachl
,
H. M.
Ng
,
S. N.
George Chu
, and
A. Y.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
3722
(
2000
).
15.
N.
Iizuka
,
K.
Kaneko
, and
N.
Suzuki
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1803
(
2002
).
16.
V. D.
Jovanović
,
D.
Indjin
,
Z.
Ikonić
, and
P.
Harrison
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
2995
(
2004
).
17.
A.
El Fatimy
,
S.
Boubanga Tombet
,
F.
Teppe
,
W.
Knap
,
D. B.
Veksler
,
S.
Rumyantsev
,
M. S.
Shur
,
N.
Pala
,
R.
Gaska
, and
Q.
Fareed
,
Electron. Lett.
42
,
1342
(
2006
).
18.
H.
Machhadani
,
Y.
Kotsar
,
S.
Sakr
,
M.
Tchernycheva
,
R.
Colombelli
,
J.
Mangeney
,
E.
Bellet-Amalric
,
E.
Sarigiannidou
,
E.
Monroy
, and
F. H.
Julien
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
191101
(
2010
).
19.
G.
Sun
,
R. A.
Soref
, and
J. B.
Khurgin
,
Superlattices Microstruct.
37
,
107
(
2005
).
20.
L.
Wang
,
F. M.
Mohammed
, and
I.
Adesida
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
141915
(
2005
).
21.
L.
Wang
,
F. M.
Mohammed
, and
I.
Adesida
,
J. Appl. Phys.
101
,
013702
(
2007
).
22.
S.
Dasgupta
,
Nidhi
,
D. F.
Brown
,
F.
Wu
,
S.
Keller
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
143504
(
2010
).
23.
J.
Guo
,
Y.
Cao
,
C.
Lian
,
T.
Zimmermann
,
G.
Li
,
J.
Verma
,
X.
Gao
,
S.
Guo
,
P.
Saunier
,
M.
Wistey
,
D.
Jena
, and
H. (Grace)
Xing
,
Phys. Status Solidi A
208
,
1617
(
2011
).
24.
F.
Recht
,
L.
McCarthy
,
S.
Rajan
,
A.
Chakraborty
,
C.
Poblenz
,
A.
Corrion
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
IEEE Electron Device Lett.
27
,
205
(
2006
).
25.
K. S.
Novoselov
,
V. I.
Fal'ko
,
L.
Colombo
,
P. R.
Gellert
,
M. G.
Schwab
, and
K.
Kim
,
Nature
490
,
192
(
2012
).
26.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
27.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
M. I.
Katsnelson
,
I. V.
Grigorieva
,
S. V.
Dubonos
, and
A. A.
Firsov
,
Nature
438
,
197
(
2005
).
28.
M. S.
Purewal
,
Y.
Zhang
, and
P.
Kim
,
Phys. Status Solidi B
243
,
3418
(
2006
).
29.
K. S.
Novoselov
,
Z.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Morozov
,
H. L.
Stormer
,
U.
Zeitler
,
J. C.
Mann
,
G. S.
Boebinger
,
P.
Kim
, and
A. K.
Geim
,
Science
315
,
1379
(
2007
).
30.
M. Y.
Han
,
B.
Özyilmaz
,
Y.
Zhang
, and
P.
Kim
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
206805
(
2007
).
31.
C.
Berger
,
Z.
Song
,
X.
Li
,
X.
Wu
,
N.
Brown
,
C.
Naud
,
D.
Mayou
,
T.
Li
,
J.
Hass
,
A. N.
Marchenkov
,
E. H.
Conrad
,
P. N.
First
, and
W. A.
deHeer
,
Science
312
,
1191
(
2006
).
32.
X.
Li
,
W. W.
Cai
,
J. H.
An
,
S.
Kim
,
J.
Nah
,
D.
Yang
,
R.
Piner
,
A.
Velamakanni
,
I.
Jung
,
E.
Tutuc
,
S. K.
Banerjee
,
L.
Colombo
, and
R. S.
Ruoff
,
Science
324
,
1312
(
2009
).
33.
S.
Bae
,
H.
Kim
,
Y.
Lee
,
X. F.
Xu
,
J. S.
Park
,
Y.
Zheng
,
J.
Balakrishnan
,
T.
Lei
,
H. R.
Kim
,
Y. I.
Song
,
Y. J.
Kim
,
K. S.
Kim
,
B.
Özyilmaz
,
J. H.
Ahn
,
B. H.
Hong
, and
S.
Iijima
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
574
(
2010
).
34.
B.
Heying
,
R.
Averbeck
,
L. F.
Chen
,
E.
Haus
,
H.
Riechert
, and
J. S.
Speck
,
J. Appl. Phys.
88
,
1855
(
2000
).
35.
K. M.
Reddy
,
A. D.
Gledhill
,
C.-H.
Chen
,
J. M.
Drexler
, and
N. P.
Padture
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
113117
(
2011
).
36.
S. M.
Song
,
J. K.
Park
,
O. J.
Sul
, and
B. J.
Cho
,
Nano Lett.
12
,
3887
(
2012
).
37.
S.
Tongay
,
M.
Lemaitre
,
T.
Schumann
,
K.
Berke
,
B. R.
Appleton
,
B.
Gila
, and
A. F.
Hebard
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
102102
(
2011
).
38.
D. N.
Nath
,
P. S.
Park
,
Z. C.
Yang
, and
S.
Rajan
, e-print arXiv:1302.3942 (unpublished).
39.
Y. R.
Wu
,
R.
Shivaraman
,
K. C.
Wang
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
083505
(
2012
).
40.
W.
Lim
,
J. H.
Jeong
,
J. H.
Lee
,
S. B.
Hur
,
J. K.
Ryu
,
K. S.
Kim
,
T. H.
Kim
,
S. Y.
Song
,
J. I.
Yang
, and
S. J.
Pearton
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
242103
(
2010
).
41.
R.
Zan
,
U.
Bangert
,
Q.
Ramasse
, and
K. S.
Novoselov
,
Nano Lett.
11
,
1087
(
2011
).
42.
A.
Nourbakhsh
,
M.
Cantoro
,
A.
Hadipour
,
T.
Vosch
,
M. H.
van der Veen
,
M. M.
Heyns
,
B. F.
Sels
, and
S.
De Gendt
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
163101
(
2010
).
You do not currently have access to this content.