原子层刻蚀和高k介质的沟道工艺实现常闭型AlGaN-GaN MOS-HEMTs

2018年7月18日，《电子器件快报》(IEEE Electron Device Letters)刊发了国家脉冲强磁场科学中心吴燕庆教授课题组关于高性能常闭型氮化镓功率器件的研究成果。该论文标题为“Channel Engineering of Normally-OFF AlGaN、GaN MOS-HEMTs by Atomic Layer Etching and High-κ Dielectric”，吴燕庆教授为论文通讯作者，光电学院2017级博士生胡倩澜为第一作者，其余作者包括课题组成员李思超，李调阳，王欣和李学飞。

宽禁带半导体氮化镓因其高电子迁移率，高击穿场强高热导率，以及低导通电阻等特性而被广泛应用于高频微波射频器件和高温功率器件。为了提高器件的稳定性并简化电路设计，多种工艺并应用于实现常闭型器件。在本工作中，我们通过可精确控制、低界面损伤的原子层刻蚀工艺，实现了阈值电压为+2.2 V的增强型特性，并结合原子层沉积的新型复合HfSiO作为高κ栅介质，实现了低界面态缺陷密度2.8×10¹¹ eV^-1cm^-2,高开关比10¹¹，大源漏电流518 mA/mm以及低开态电阻10.1 Ω∙mm。同时，由于其增强型特性及优化的沟道界面工艺，器件的关态击穿可带1456 V，在300 V的漏极偏压偏置下，动态电阻比仅为2.6，表现出良好的可靠性。

文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8412537&tag=1