钉扎效应
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发布时间：2022-04-26 21:43
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时间：2023-11-06 16:59
III–V半导体上使用的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）和硅基器件相比有很多优势。高的载流迁移率会导致互补性金属氧化物半导体（CMOS）逻辑运算更快，更高击穿场强支持其在大功率/高温方面的应用，能带结构工程提供了设计灵活性，单片光电集成电路使可生产性提高。然而，高载流迁移率的基体复合半导体及锗半导体上的金属氧化物半导体场效应却因缺乏高质量的栅极绝缘层而不能利用， 很大程度上是由于稳定钝化的俱生氧化层的缺失，以及高密度界面缺陷（Dit）随着沉积了氧化物（1）。例如，砷化镓氧化的费米能级钉扎效应归于氧诱导的表面砷原子的位移，而双层氧原子结合的双层镓原子产生了间隙状态（2）。过量的表面砷原子占据了砷化镓对位的缺陷也能造成间隙状态（2,3）。这类砷可通过砷化镓邻近的硫化砷的分解反应来形成，反应如下：
As2O3（氧化砷）+2GaAs（砷化镓）=Ga2O3（氧化镓）+4As（砷）（4）。
最近界面缺陷密度较低的氧化物/III–V型界面用氧化镓的分子束外延（MBE）来补偿（3），而加入镓来减少泄露（1,5）或降低氧化铝含量（6）。氧化镓/砷化镓体系中的费米能级钉扎效应归于一种氧化镓/砷化镓样的界面，在该界面上镓和砷表面的原子以大量电荷储存（2）。原子层沉积法（ALD）或化学气相沉积（CVD）在技术上比分子束外延(MBE)更有前景。采用高质量原子层沉积和化学气相沉积在硅上产生高介电系数值的闸极介电层取得的最新进展使III–V基体的集成方面得到优化（7）。界面缺陷密度为（1012 cm[负2次方] eV[−1次方]）的耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管的闸极堆栈最近通过采用原子层沉积法把氧化铝沉积到俱生氧化层覆盖的砷化镓上得到解决（8–10）。氧气中600–650 °C的退火使电流-电压滞环和频率色散度最小化并使闸极堆叠式电容最大化。透射电镜（TEM）显示了明显锐化的氧化铝 /砷化镓界面，因此推测俱生氧化层在原子层沉积过程得以去除。原子层沉积的氧化铝也形成了砷化镓（11）和铝镓氮/氮化镓（12）的良好的闸极堆栈特性，或许可用来等形涂布复合半导体纳米线（13）。比较而言，有关III–V 半导体应用中最重要的高介电值闸极介电物氧化铪的研究鲜见发表（14,15）。
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时间：2023-11-06 16:59
给分吧。
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时间：2023-11-06 17:00
