【器件论文】利用富氧超薄氧化铝界面层提高 β-Ga₂O₃ 肖特基二极管的势垒高度

        近期由印度理工学院的研究团队在学术期刊Applied Physics Letters发布了一篇名为Barrier height enhancement in β-Ga₂O₃ Schottky diodes using an oxygen-rich ultra-thin AlO_x interfacial layer（利用富氧超薄氧化铝界面层提高 β-Ga₂O₃ 肖特基二极管的势垒高度）的文章。

摘要

        肖特基势垒高度（SBH）的提高直接转化为β-Ga₂O₃肖特基二极管（SBDs）击穿电压（V_BR）的增加。在本研究中，采用等离子增强原子层沉积法（PEALD）沉积的超薄（5、10和15 Å）富氧AlO_x界面层（ILs），证明了可以通过金属化后氧退火处理，将Pt/AlO_x/β-Ga₂O₃ SBDs的SBH提高至最多0.8 eV，从而在2–4 × 10¹⁶ cm⁻³掺杂衬底上实现了接近500 V的最大V_BR（提升2倍），且不影响特定的导通电阻。该SBH和V_BR的增强在(-⁠201) 和 (001) 表面上均有观察到。X射线光电子能谱（XPS）分析表明，5 Å AlO_x薄膜中的过量氧间隙浓度随着厚度的增加（氧退火增加）而减少（增加），使其更接近化学计量比。随着界面层厚度增加（氧退火增加），SBH和V_BR的减少（增加）趋势与XPS得出的薄膜O/Al比和由于氧面积密度差异形成的AlO_x/β-Ga₂O₃界面偶极一致。AlO_x沉积可以轻松集成到诸如场板和保护环的场管理方法中，从而进一步提升β-Ga₂O₃ SBD的性能。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0214589