原子层沉积<bold>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> </bold>保护层氢终端金刚石<bold>MISFETs</bold>的电学特性

doi:10.12442/j.issn.1002-185X.20200348

首页 > 过刊浏览>2021年第50卷第6期 >1946-1949. DOI:10.12442/j.issn.1002-185X.20200348

原子层沉积Al2O3 保护层氢终端金刚石MISFETs的电学特性
DOI:
                        10.12442/j.issn.1002-185X.20200348
                    
作者:
                        张鹏飞1,2张鹏飞
内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051;西安交通大学 宽禁带半导体材料与器件研究中心，陕西 西安 710000
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陈伟东1,3陈伟东
内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051;内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010051
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张少鹏2张少鹏
西安交通大学 宽禁带半导体材料与器件研究中心，陕西 西安 710000
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闫淑芳1,3闫淑芳
内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051;内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010051
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马文1,3马文
内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051;内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010051
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王宏兴2王宏兴
西安交通大学 宽禁带半导体材料与器件研究中心，陕西 西安 710000
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作者单位:1.内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051;2.西安交通大学 宽禁带半导体材料与器件研究中心，陕西 西安 710000;3.内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010051
作者简介:
通讯作者:
中图分类号:
基金项目:国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）

Electrical Characteristics of MISFETs with Al₂O₃ Atomic Layer Deposited as Hydrogen-Terminated Diamond Protec-tive Layer

Author:

Zhang Pengfei ^{^1,2}
Zhang Pengfei
College of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;Institute of Wide Band Gap Semiconductors, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China
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Chen Weidong ^{^1,3}
Chen Weidong
College of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings, Hohhot 010051, China
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Zhang Shaopeng ^²
Zhang Shaopeng
Institute of Wide Band Gap Semiconductors, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China
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Yan Shufang ^{^1,3}
Yan Shufang
College of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings, Hohhot 010051, China
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Ma Wen ^{^1,3}
Ma Wen
College of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings, Hohhot 010051, China
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Wang Hongxing ^²
Wang Hongxing
Institute of Wide Band Gap Semiconductors, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China
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Affiliation:

1.College of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;2.Institute of Wide Band Gap Semiconductors, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China;3.Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings, Hohhot 010051, China

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (51964035); Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region (2019MS0520); Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region (2020LH05017)

摘要

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摘要:

研究了Zr-Si-N氢终端金刚石（H-diamond）绝缘栅场效应晶体管（MISFET）在有无Al₂O₃保护层情况下的电学特性。分别采用原子层沉积法（ALD）和射频溅射法（RF）制备了Al₂O₃保护层和Zr-Si-N栅介质层。MISFETs的转移特性曲线表明，其栅阈值电压在有无Al₂O₃保护的情况下从-2.5 V变化到3 V，表明器件从常关型转换为常开型。输出和转移特性曲线揭示了氧化铝的存在保护了氢终端，使其免受磁控溅射过程的损伤。

关键词:场效应晶体管;保护层;Zr-Si-N/Al₂O₃

Abstract:

The interface properties of Zr-Si-N/hydrogen-terminated diamond (H-diamond) metal insulator semiconductor field transistors (MISFETs) with and without Al₂O₃ protective layer were studied. The Al₂O₃ protection layer and Zr-Si-N insulation layer were deposited by atomic layer deposition (ALD) and radio frequency (RF) sputter methods, respectively. The transfer characteristics of the MISFETs show that the gate threshold voltage varies from -2.5 V to 3 V with and without Al₂O₃ layer, which indicates that the devices switch from normally off to normally on operation. The output and transfer properties reveal the preservation of hydrogen termination because of the Al₂O₃ layer.

Key words:field-effect transistor;protective layer;Zr-Si-N/Al₂O₃

引用本文

张鹏飞,陈伟东,张少鹏,闫淑芳,马文,王宏兴.原子层沉积Al₂O₃ 保护层氢终端金刚石MISFETs的电学特性[J].稀有金属材料与工程,2021,50(6):1946~1949.[Zhang Pengfei, Chen Weidong, Zhang Shaopeng, Yan Shufang, Ma Wen, Wang Hongxing. Electrical Characteristics of MISFETs with Al₂O₃ Atomic Layer Deposited as Hydrogen-Terminated Diamond Protec-tive Layer[J]. Rare Metal Materials and Engineering,2021,50(6):1946~1949.]
DOI：10.12442/j. issn.1002-185X.20200348

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收稿日期:2020-05-21
最后修改日期:2020-08-20
录用日期:2020-08-28
在线发布日期: 2021-07-07
出版日期: 2021-06-30

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