【器件论文】用于提升纳米 AlN/β-Ga₂O₃ MOSHEMT 线性度与激活能的 β-Ga₂O₃ 沟道中 Si, Se, S, 及 Sn 的 10 nm 选择性掺杂研究

      由印度 LNM 信息技术学院的研究团队在学术期刊 Arabian Journal for Science and Engineering 发布了一篇名为 Selective 10 nm Doping of Si, Se, S, and Sn in β-Ga₂O₃ Channel for Enhanced Linearity and Activation energy in nano-AlN/β-Ga₂O₃ MOSHEMT（用于提升纳米 AlN/β-Ga₂O₃ MOSHEMT 线性度与激活能的 β-Ga₂O₃ 沟道中 Si, Se, S, 及 Sn 的 10 nm 选择性掺杂研究）的文章。

摘要

      本文对在 β-Ga₂O₃ 沟道精确 10 纳米区域内选择性掺杂硅（Si）、硫（S）、硒（Se）或锡（Sn）的 AlN/β-Ga₂O₃ 金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOSHEMTs）进行了深入研究。利用 β-Ga₂O₃ 固有的超宽带隙特性，通过掺杂显著提高了电子电荷密度，并提升了器件性能。该团队的对比研究表明，硅是更优的掺杂剂，在异质界面处实现了最高的电子电流密度（约 6×10⁵ A/cm²）和超过 110 cm²/Vs 的优异电子迁移率。这一卓越性能归因于硅的低激活能（在 2×10¹⁹ cm^-3 时为 2.5 %）和高效的载流子生成，从而形成了 10¹³ cm^-2 的稳健且高密度的二维电子气（2DEG）。硅掺杂的 MOSHEMT 在直流（DC）、射频（RF）和线性度指标方面表现出色，对跨导及其高阶导数（g_m2、g_m3）的详细分析显示，其失真显著降低，动态范围显著扩大。这些结果凸显了硅掺杂的 AlN/β-Ga₂O₃ MOSHEMT 作为高线性度、高效率器件的变革性潜力，能够满足下一代射频和电力电子应用的严苛要求。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s13369-026-11400-0