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沉积方法对(Al?.??Ga?.??)?O?上SiO?和Al?O?价带偏移的影响

DOI：10.1149/2.0021907jss 期刊：ECS Journal of Solid State Science and Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 半导体上电介质的价带偏移量常存在报道差异，已知原因包括金属或碳污染、界面无序、电介质成分变化、热条件、应变及表面终止效应。本文研究表明，在单晶(Al0.14Ga0.86)2O3衬底上，常见栅极电介质SiO2和Al2O3的能带排列会因溅射或原子层沉积工艺产生高达1电子伏特的差异——对于Al2O3，这种差异使其能带排列从嵌套型（I类）转变为交错型（II类）。通过X射线光电子能谱测量各异质结界面的价带偏移量：在β-(Al0.14Ga0.86)2O3上，溅射Al2O3为?0.85±0.15电子伏特，ALD Al2O3为0.23±0.04电子伏特；溅射SiO2为0.6±0.10电子伏特，ALD SiO2为1.6±0.25电子伏特。这些结果与近期发现一致，即Ga2O3及相关合金表面在暴露于高能离子环境时易发生显著变化。
作者： Chaker Fares，David C. Hays，B. P. Gila，S. J. Pearton
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在单晶(Al0.14Ga0.86)2O3衬底上，采用溅射法与原子层沉积法制备的常用栅介质SiO2和Al2O3之间的能带排列差异。

研究成果

采用XPS测量了SiO2/AGO和Al2O3/AGO异质结的价带偏移量，其中电介质层通过溅射或原子层沉积(ALD)法制备。XPS直接测得溅射薄膜与ALD薄膜在AGO上的价带偏移量存在约1 eV差异。该差异是设计器件制备流程时的重要考量因素。

研究不足

影响带偏移变化的主要因素是界面缺陷，如金属空位或氧空位。在我们的案例中，污染不是问题，这表明影响带偏移变化的主要因素是界面缺陷，如金属空位或氧空位。

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