【外延论文】通过 AlN 缓冲层提高硅衬底上 MOCVD 生长的 β-Ga₂O₃ MOSFET 性能

        由台湾暨南国际大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Performance Enhancement of MOCVD Grown β-Ga₂O₃ MOSFETs on Silicon Substrates via AlN Buffer Layer（通过 AlN 缓冲层提高硅衬底上 MOCVD 生长的 β-Ga₂O₃ MOSFET 性能）的文章。

摘要

        基于 β-Ga₂O₃ 的 MOSFET 由于其宽禁带和高击穿电压，在高功率器件应用中具有巨大的潜力。然而，由于晶格和热膨胀失配，β-Ga₂O₃ 在硅衬底上的直接集成面临挑战，这会降低器件性能。本工作探索了使用氮化铝 (AlN) 缓冲层来缓解这些问题，从而提供改进的结构质量和增强的电学性能。我们展示了使用金属有机化学气相沉积法生长 β-Ga₂O₃/AlN/Si 薄膜，其中引入 AlN 缓冲层显着促进了 (-201) β-Ga₂O₃ 取向的形成，这在 β-Ga₂O₃/Si 薄膜中是缺失的，这已通过 XRD 分析得到证实。使用 SEM 显微照片和 XPS 深度剖析证明了 AlN 缓冲层的存在。β-Ga₂O₃/AlN/Si MOSFET 表现出 52 mA/mm 的最大漏极电流 I_DS)、约 10⁸ 的出色漏极电流开关比和 178 V 的击穿电压 (V_br)，超过了 β-Ga₂O₃/Si MOSFET 的性能，后者表现出 45 mA/mm 的 I_DS 和 106 V 的 V_br。这些结果强调了 AlN 缓冲层在提高硅基 β-Ga₂O₃ 晶体管的性能和可靠性方面的潜力，为下一代电力电子器件铺平了道路。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c02006