研究目的
研究通过原子层沉积法在Au/Ti/n-GaAs器件中形成HfO2界面层对势垒高度的调控作用，并表征这些结构的电学特性和表面形貌。
研究成果
HfO2界面层能有效提高Au/Ti/n-GaAs器件的势垒高度，在300K下，3nm和5nm层的势垒高度值分别为1.03eV和0.93eV，而无HfO2时为0.77eV?；诟咚狗植己蚇orde方法得到的偏压相关势垒高度具有一致性，证实了HfO2对GaAs基器件（如MOS电容器和MOSFET）势垒改性的有效性。
研究不足
该研究仅限于特定的HfO2厚度（3纳米和5纳米），可能无法推广到其他厚度或材料。界面态和不均匀性的存在可能影响器件性能，且ALD工艺需要精确控制以避免缺陷。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用原子层沉积法生长HfO2，制备Au/Ti/HfO2/n-GaAs MIS结构，通过I-V和C-V测试在60-400 K温度范围内进行电学表征。理论模型包括热电子发射理论、Norde方法和势垒高度高斯分布模型。
2：样品选择与数据来源：
使用(100)晶向n型GaAs衬底，厚度300微米，直径2英寸，电阻率1.2 Ωcm，载流子浓度6.8×10^15 cm^-3。数据采集自制备的器件。
3：2 Ωcm，载流子浓度8×10^15 cm^-3。数据采集自制备的器件。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于HfO2沉积的Savannah S100 ALD反应器、磁控直流溅射仪（Ti接触）、高真空蒸发系统（Au）、HP 4192A低频阻抗分析仪（C-V测量）、Leybold Heraeus闭循环氦制冷机与Keithley 487皮安计电压源（I-V测量）、XPS（SPECS）表面表征和AFM形貌分析。材料包含Hf(NMe2)4前驱体、H2O、N2载气、HF溶液、Ti、Au及GaAs衬底。
4：2O、N2载气、HF溶液、Ti、Au及GaAs衬底。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：HF去除自然氧化层，200°C下ALD沉积HfO2（特定脉冲/吹扫时间），磁控溅射Ti与热蒸发Au形成肖特基接触，随后在黑暗条件下进行变温电学测试。
5：数据分析方法：
采用热电子发射方程、Norde方法分析串联电阻与偏压相关势垒高度、势垒非均匀性高斯分布模型及修正理查德森图。
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Picoammeter Voltage Source
Keithley 487
Keithley
Measuring current-voltage (I-V) characteristics
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ALD reactor
Savannah S100
Cambridge Nanotech Inc.
Depositing HfO2 thin films via atomic layer deposition
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Impedance analyzer
HP 4192A LF
HP
Measuring capacitance-voltage (C-V) characteristics
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Cryostat
Leybold Heraeus closed-cycle helium cryostat
Leybold Heraeus
Controlling temperature for I-V measurements
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XPS
SPECS
SPECS
Characterizing surface and bonding states using AlK α X-rays
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AFM
Analyzing surface morphology of HfO2 layers
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