基于Al2O3介质的Ga2O3 MOSFET器件制备研究

• 作者: 何泽召 冯志红 吕元杰 周幸叶 宋旭波 王元刚 谭鑫 顾国栋
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氧化镓 金属氧化物半导体场效应晶体管 漏源饱和电流 栅漏电
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 976-980
• 页数: 5页
• 分类号: TQ174
• 字数: 3143字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20170528

摘要

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在Fe掺杂半绝缘(010)Ga2O3同质衬底上外延得到n型 β-Ga2O3薄膜材料,材料结构包括600 nm未掺杂的Ga2O3缓冲层和200 nm Si掺杂沟道层.对掺杂浓度为3.0×1017和1.0×1018cm-3的样品进行了高温合金欧姆接触实验,在掺杂浓度为3.0×1017 cm-3的样品上难以实现良好的欧姆接触,掺杂浓度为1.0×1018 cm-3的样品实现了欧姆接触最低值(9.8Ω·mm).基于掺杂浓度为1.0×1018 cm-3的n型β-Ga2O3薄膜材料,采用原子层沉积的Al2O3作为栅下绝缘介质层,研制出Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET).栅压为2 V时,器件漏源饱和电流达到108 mA/mm,器件峰值跨导达到17 mS/mm.由于栅漏电特性较差,器件的三端击穿电压仅为23 V@Vgs=-12 V.采用高介电常数的HfO2或者Al2O3/HfO2复合结构作为栅下介质能够改善栅漏电特性,提升器件的击穿性能.