【器件论文】单晶与非晶 ZnGa₂O₄ 作为 β-Ga₂O₃ MOSCAP 器件栅极介质的高温电学特性比较研究

        由美国德克萨斯州立大学的研究团队在学术期刊 Materials Research Bulletin 发布了一篇名为A comparative high-temperature electrical study of single crystal and amorphous ZnGa₂O₄ as a gate dielectric in β-Ga₂O₃ MOSCAP Devices（单晶与非晶 ZnGa₂O₄ 作为 β-Ga₂O₃ MOSCAP器件栅极介质的高温电学特性比较研究）的文章。

摘要

        尖晶石 ZnGa₂O₄ 作为一种具有高击穿电压和热稳定性的宽带隙半导体，在电力电子领域具有广阔前景。本研究将非晶和单晶 ZnGa₂O₄ 薄膜沉积于 n 型 β-Ga₂O₃ 衬底上，并对 Au/ZnGa₂O₄/β-Ga₂O₃ 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSCAP）进行了高达 300℃ 的性能评估。单晶 (111) ZnGa₂O₄ 经 XPS 表征确认具有 5.06 eV 带隙。反向漏电流从室温到 300°C 升高近三个数量级。普尔-弗伦克尔（PF）分析揭示存在 0.58V 陷阱及 0.47-0.23eV 活化能。非晶 ZnGa₂O₄ 薄膜（5.11 eV带隙）的漏电流增长达五个数量级，并存在 0.6 V 的 PF 陷阱及 0.45–0.43 eV 的活化能。两器件的 C–V 分析均显示显著的平带电压偏移与斜率变化，表明氧化层及界面陷阱密度随温度升高而增加。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2025.113791