【器件论文】用于自对准栅极凹槽增强型 β-Ga₂O₃ 金属-半导体场效应晶体管的前向金属辅助化学蚀刻

        由韩国首尔大学的研究团队在学术期刊 ACS Materials Letters 发布了一篇名为 Forward Metal-Assisted Chemical Etching for Self-Aligned Gate-Recess Enhancement-Mode β-Ga₂O₃ Metal−Semiconductor Field-Effect Transistors（用于自对准栅极凹槽增强型 β-Ga₂O₃ 金属-半导体场效应晶体管的前向金属辅助化学蚀刻）的文章。

摘要

        在基于 β-Ga₂O₃ 的高功率电子器件中，实现无等离子体诱导损伤的故障安全型常闭操作仍是一项重大挑战。该团队展示了一种正向金属辅助化学（f-MAC）刻蚀工艺，该工艺可作为一种无损伤且自对准的工艺，适用于凹栅式 β-Ga₂O₃ 金属-半导体场效应晶体管。Ti 欧姆电极与埋入式 Pt 栅极电极的不对称功函数共同建立了内建电场，该电场可分离光生电子-空穴对，并驱动 β-Ga₂O₃ 的局部刻蚀，从而形成凹栅结构。7.9 nm/min 的垂直刻蚀速率使沟道厚度从 402 nm 减薄至 230 nm，阈值电压从 −9.14 V 变为 +1.55 V，从而实现了增强型工作模式。得益于 f-MAC 刻蚀增强的沟道调制能力及其对缺陷的优先刻蚀特性，该器件的亚阈值摆幅降低了 33.7%，on/off 电流比提高了 5.26 倍，从而确立了 f-MAC 刻蚀作为高性能 β-Ga₂O₃ 大功率电子器件有前途的无损伤制造工艺的地位。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.6c00520