Efectos de una capa dieléctrica de compuerta de HfO con pico de recocido en la resistencia en conducción y calidad de interfaz de transistores de alta movilidad electrónica AlGaN/GaN
Autores: Lee, Gyuhyung; Yang, Jeongyong; Yeom, Min Jae; Yoon, Sisung; Yoo, Geonwook
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectos de una capa dieléctrica de compuerta de HfO con pico de recocido en la resistencia en conducción y calidad de interfaz de transistores de alta movilidad electrónica AlGaN/GaN
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Alta k
Dieléctricos
AlGaN/GaN MOSHEMTs
óxido de hafnio
Fuga de compuerta
Colapso de corriente de drenaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Varios dieléctricos de alta constante dieléctrica se han propuesto para los MOSHEMTs de AlGaN/GaN para la supresión de la fuga de puerta y el colapso de la corriente de drenaje. El óxido de hafnio (HfO) es particularmente interesante debido a su gran brecha de banda, alta constante dieléctrica y ferroelectricidad bajo condiciones específicas de fase y dopaje. Sin embargo, los defectos y la dispersión superficial causados por la disimilitud del HfO y la calidad de la interfaz HfO/GaN degradada siguen presentando el desafío de reducir el y . En este estudio, investigamos los efectos de la primera capa de HfO (6 nm) tratada térmicamente en espiga, en comparación con la capa convencional de HfO-ALD (6 nm) en la estructura dieléctrica de puerta de doble capa de HfO en AlGaN/GaN HEMTs. Ambos dispositivos muestran una histéresis despreciable y pendientes de subumbral casi ideales (~60 mV/dec) de más de tres órdenes de magnitud. El dispositivo con la primera capa de HfO tratada térmicamente mostró un reducido con notablemente menos dependencia del sesgo de puerta y una corriente de salida mejorada. Por otro lado, los métodos de capacitancia-voltaje y conductancia revelaron que las densidades de trampas de borde e interfaz del dispositivo eran inferiores a las de la capa convencional de HfO. Se discute el equilibrio entre el rendimiento eléctrico mejorado y las trampas de óxido basándose en estos resultados.
Descripción
Varios dieléctricos de alta constante dieléctrica se han propuesto para los MOSHEMTs de AlGaN/GaN para la supresión de la fuga de puerta y el colapso de la corriente de drenaje. El óxido de hafnio (HfO) es particularmente interesante debido a su gran brecha de banda, alta constante dieléctrica y ferroelectricidad bajo condiciones específicas de fase y dopaje. Sin embargo, los defectos y la dispersión superficial causados por la disimilitud del HfO y la calidad de la interfaz HfO/GaN degradada siguen presentando el desafío de reducir el y . En este estudio, investigamos los efectos de la primera capa de HfO (6 nm) tratada térmicamente en espiga, en comparación con la capa convencional de HfO-ALD (6 nm) en la estructura dieléctrica de puerta de doble capa de HfO en AlGaN/GaN HEMTs. Ambos dispositivos muestran una histéresis despreciable y pendientes de subumbral casi ideales (~60 mV/dec) de más de tres órdenes de magnitud. El dispositivo con la primera capa de HfO tratada térmicamente mostró un reducido con notablemente menos dependencia del sesgo de puerta y una corriente de salida mejorada. Por otro lado, los métodos de capacitancia-voltaje y conductancia revelaron que las densidades de trampas de borde e interfaz del dispositivo eran inferiores a las de la capa convencional de HfO. Se discute el equilibrio entre el rendimiento eléctrico mejorado y las trampas de óxido basándose en estos resultados.