研究目的
研究选择性区域再生长工艺制备的凹槽栅MOSFET中,再生界面层对AlGaN/GaN异质结构电学特性的影响,并通过抑制残余界面电荷来改善这些特性。
研究成果
AlGaN/GaN结构中再生长界面因高载流子浓度和硅杂质导致二维电子气迁移率退化。采用GaN间隔层及再生长前的紫外处理可抑制非故意载流子产生并改善电学特性。制备的MOSFET器件呈现无迟滞常关态工作、降低导通电阻并提升击穿电压,证实有效抑制了界面电荷。
研究不足
该研究未阐明紫外处理后残留硅杂质的原子状态。实验在室温下进行,未探讨温度变化或长期稳定性的影响。虽怀疑硅污染(如有机硅氧烷)的具体来源,但未最终确认。
1:实验设计与方法选择:
研究采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在硅衬底上制备GaN模板,通过改变GaN间隔层厚度再生长AlGaN/GaN结构,并利用紫外处理进行表面清洁。通过霍尔效应测量、C-V测量和二次离子质谱(SIMS)分析电学特性与杂质。采用选择性区域再生长工艺制备MOSFET器件并进行电学表征。
2:样品选择与数据来源:
在Si(111)衬底上制备含AlN和AlGaN缓冲层的GaN模板,包含非掺杂与碳掺杂GaN层。部分样品再生长前暴露于空气,部分样品进行紫外处理。
3:实验设备与材料清单:
MOCVD生长系统、霍尔效应测量装置、C-V测量设备、SIMS分析仪、紫外光源(氙准分子灯)、湿法化学处理溶液(盐酸、缓冲氢氟酸)、SiO2掩模材料、Ti/Al/Ni/Au欧姆接触金属、TiN栅极金属、原子层沉积工艺制备栅绝缘层、Keithley 4200直流电学测试仪。
4:实验流程与操作步骤:
制备GaN模板,控制表面空气暴露状态,按需进行紫外处理与湿法清洗,再生长含GaN间隔层的AlGaN/GaN结构,开展霍尔效应、C-V及SIMS分析,通过选择性区域再生长制备MOSFET器件,去除掩模后沉积栅绝缘层、形成电极并测量电学特性。
5:数据分析方法:
霍尔效应数据提供载流子浓度与迁移率,C-V测量获取载流子分布,SIMS给出杂质浓度,通过转移特性、导通电阻、击穿电压等电学参数评估器件性能。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
Keiythley 4200
4200
Keiythley
Used for DC electrical evaluation of MOSFET devices at room temperature.
-
MOCVD system
Used for fabricating GaN templates and regrowing AlGaN/GaN structures.
-
Hall effect measurement setup
Used to estimate electron concentration and mobility of the 2DEG.
-
C-V measurement equipment
Used for analyzing electrical properties and carrier profiles.
-
SIMS analyzer
Used for secondary ion mass spectrometry to analyze impurity concentrations.
-
UV light source
xenon excimer lamp
Used for UV treatment to clean GaN surfaces before regrowth.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部