【器件论文】采用虚拟二氧化硅工艺对 Ga₂O₃ 表面进行改性的 β-Ga₂O₃/Al₂O₃/Pt 电容器特性

        由日本国立材料研究所‌的研究团队在学术期刊 ECS Journal of Solid State Science and Technology 发布了一篇名为 Characteristics of β-Ga₂O₃/Al₂O₃/Pt Capacitors with a Ga₂O₃ Surface Modified Using the Dummy-SiO₂ Process（采用虚拟二氧化硅工艺对 Ga₂O₃ 表面进行改性的 β-Ga₂O₃/Al₂O₃/Pt 电容器特性）的文章。

摘要

        研究了在 800 °C 下，分别在氧气（D-O₂）、氮气（D-N₂）和 3% 氢气（D-H₂）气氛中，通过虚拟二氧化硅（d-SiO₂）工艺制备的 β-氧化镓（β-Ga₂O₃）/氧化铝（Al₂O₃）/铂（Pt）电容器的特性。经 d-SiO₂ 工艺处理后的 Ga₂O₃ 表面与硫酸-过氧化氢混合物处理（对照组）后的表面一样光滑。平带电压（V_fb）滞后现象按以下顺序降低：对照组（0.76 V）> D-H₂（0.56 V）> D-N₂（0.43 V）> D-O₂（0.37 V）。在距离导带 -0.4 eV 处，D-O₂ 电容器的界面态密度显著降低至 6×10¹¹ cm⁻²·eV⁻¹。根据近界面陷阱模型，在正偏压应力下，由电子陷阱引起的 V_fb 偏移对于通过 d-SiO₂ 工艺制备的电容器而言得到了显著改善。对照组电容器特性较差的原因在于 Ga₂O₃ 表面存在不稳定层。d-SiO₂ 电容器电特性的改善归因于改性后的 Ga₂O₃ 表面，该表面消除了不稳定的 Ga₂O₃ 层。这是由于虚拟 SiO₂ 层中含有的氢有助于去除 Ga₂O₃。由于 d-SiO₂ 工艺中气氛气体的不同，导致 Ga₂O₃ 的分解反应存在差异，进而引起电学特性的差异。

原文链接：

https://doi.org/10.1149/2162-8777/ae7ac0