SPM驱动的AlGaN/GaN异质结微区电性能精密测量

本文主要探讨了AlGaN/GaN异质结的微区电性能研究，由古曦、孙浩明、王志红和曾慧中四位作者在电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室完成。研究采用了先进的扫描探针显微镜(SPM)作为实验工具，构建了一套低频微区电容测量系统，该系统的最小测量电容可达30aF，工作频率范围为20-100kHz。这一创新方法使得研究人员能够精确地测量SPM导电针尖与金属样品之间的小到飞法量级的电容，这对于分析多层结构中的微区半导体异质结界面至关重要。 测量过程中，研究者不仅记录了电容Ctip与针尖与样品间距离z的关系曲线(C-z曲线)，还通过光学系统监测了针尖对频率的一次受力信号Fw与z的关系。这些数据的获取有助于揭示表面势差以及分析针尖与样品表面的相互作用。通过这种方法，研究人员得以在微尺度上模拟C-V（电容-电压）曲线，证实了其与宏观测量结果的一致性。 扫描探针显微镜的优势在于其能提供高分辨率的表面信息，但传统的C-V方法在分析复杂多层结构的界面特性时存在局限性。因此，这项工作的重要性在于开发了一种新型的技术手段，使得在微区尺度上进行类似C-V测量成为可能，这对于理解薄膜器件中的微区缺陷或极化如何影响载流子行为具有显著价值。 本文的成果不仅提升了对半导体异质结微区电性能的理解，也为未来的微纳电子器件设计和优化提供了实验基础。通过这样的技术，科学家们可以更深入地探索和控制微电子器件的性能，推动电子学领域的前沿研究。