【摘 要】
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在MOS 或MIS 结构的场效应晶体管中,介质材料起着不可或缺的作用,Si 基集成电路之所以能成为现代电子技术的基石,主要因归功于高质量SiO2 栅介质的作用,GaAs MOS 器件虽经历
【机 构】
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电子薄膜与集成器件国家重点实验室,电子科技大学,成都,610054
【出 处】
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第十五届全国电介质、材料与应用学术会议
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在MOS 或MIS 结构的场效应晶体管中,介质材料起着不可或缺的作用,Si 基集成电路之所以能成为现代电子技术的基石,主要因归功于高质量SiO2 栅介质的作用,GaAs MOS 器件虽经历了40 年的研究,发展势头仍然未减,对于以GaN 为代表的第三代半导体器件,介质材料的作用已被上升到"介质工程"的高度[1].在GaN 高电子迁移率场效应晶体管(HEMTs)中,介质材料的传统作用主要体现为栅介质和表面钝化,本文将介绍近年来本实验室有关介质材料在GaN HEMTs 器件中非传统应用的研究结果,主要包括以下两方面研究工作:1、通过对氧化铝栅介质进行氟化处理,在栅介质中引入负电荷,利用荷电栅介质对AlGaN/GaN 异质结界面二维电子气(2DEG)的耗尽作用,使GaN HEMTs 器件阈值电压大于零,如图1 所示.并在此基础上,进一步探索了提高GaN HEMTs 器件阈值电压的方法,使器件阈值电压达到了2.6 V,为研制GaN 电力电子器件探索了一条新的技术路线.2、通过金属/有机(金属Cr/聚酰亚胺,Cr/PI)HK 介质薄膜对GaN HEMTs 器件进行钝化,利用HK 介质对器件电场分布的调制作用,降低了GaN HEMTs 器件栅边沿的电场峰值,从而使器件耐压能力提高了近1 倍,如图2 所示,为提高GaN 电力电子器件的可靠性探索了一条可行的技术路线.
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