【国际论文】具有 Al₂O₃ 栅极电介质的侧向 β-Ga₂O₃ MOSFET 栅极漏电建模

        近期，由意大利帕多瓦大学的研究团队在科学期刊《Applied Physics Letters》中发表了一篇名为Gate leakage modeling in lateral β-Ga₂O₃ MOSFETs with Al₂O₃ gate dielectric（具有 Al₂O₃ 栅极电介质的侧向 β-Ga₂O₃ MOSFET 栅极漏电建模 ）的文章。

内容摘要

        我们展示了一个关于带有 Al₂O₃栅极绝缘体的侧向 β-Ga₂O₃ MOSFET 中静态和动态栅极漏电流的详细模型，它覆盖了很宽的温度范围。我们证明：(i) 在直流状态下，电流源自高温正向偏压下的普尔-弗伦克尔传导 (PFC)；(ii) 在低温状态下，传导主要由Fowler–Nordheim隧道效应产生。另外，(iii) 我们将恒定栅极应力期间的瞬态栅极电流建模为位于氧化物深层的电子捕获效应，它抑制了 PF 传导机制。这一假设得到了 TCAD 模型的支持，该模型准确地再现了实验结果。

图1. (a) 器件横截面示意图。(b) 从 120 至 350 K 检测到的被测器件的 IG-VG 特性显示出与温度的强烈相关性。(c) 由 (b) 推测出的栅极电流-温度特性。实线是根据所采用的模型[公式 (1)]对实验数据进行的拟合。(d) 在不同温度和 (e) 不同偏置水平下进行恒压实验时记录的栅极瞬态电流。如公式 (3) 所示，电流瞬态由拉伸指数构成。