LPCVD-SiNx钝化与高温凹槽工艺提升常关硅上GaN MIS-HEMT性能

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本文主要探讨了在常关模式下,利用低压化学气相沉积(LEPVD)二氧化硅(SiNx)钝化技术和高温栅极凹槽工艺制造的硅基(GaN-on-Si)金属绝缘体半导体场效应晶体管(MIS-HEMT)的研究进展。该研究团队通过精密设计,旨在实现低阈值电压(VTH)、高电子迁移率以及优异的开关性能。 LPCVD-SiNx钝化技术在文章中起到了关键作用,由于其具有出色的热稳定性,使得能够在氧化过程之前进行钝化,从而有效抑制了在钝化层与HEMT界面处的深层陷阱。这种钝化策略有助于减少漏电流,提升器件的可靠性。所制备的MIS-HEMTs在1微安每平方米的漏电流下,展现出高达0.85伏的阈值电压,显示出显著的开/关比,达到了10¹⁰,这在业界是相当出色的性能指标。 相比之下,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)二氧化硅的钝化方法,虽然在动态ON电阻方面可能表现良好,但在减小漏电流和提升开关性能方面,LPCVD-SiNx明显更具优势。文章还提到,这些MIS-HEMTs实现了高达180厘米²/伏特·秒的高场效应通道迁移率,这意味着它们在高压工作条件下具有更强的电荷控制能力。 此外,高温栅极凹槽技术的应用使得器件的制程更为精确,减少了制程对晶体管性能的影响,进一步提高了器件的整体性能。这项研究成果对于推动GaN-on-Si技术的发展,尤其是在高性能、低功耗的电子设备中应用具有重要意义,如射频功率放大器、高频逻辑电路等。 这篇研究论文详细阐述了一种创新的MIS-HEMT设计,它结合了LPCVD-SiNx钝化和高温栅极凹槽技术,为硅基GaN器件的高性能和稳定性提供了新的解决方案。这一突破性工作不仅提升了器件的性能参数,也对硅基GaN技术的未来应用前景产生了积极影响。