增强型GaN MOSFET的制备及其绝缘栅的电荷特性研究  

Normally-off GaN MOSFET fabrication and gate charge characterization

作　　者：周桂林[1] 张金城[1] 沈震[1] 杨帆[1] 姚尧[1] 钟健[1] 郑越[1] 张佰君[1] 敖金平[2] 刘扬[1] 

机构地区：[1]中山大学物理科学与工程技术学院、光电材料与技术国家重点实验室,广州510275 [2]德岛大学科学技术学院,日本德岛708502

出　　处：《中国科技论文》2015年第4期420-423,共4页China Sciencepaper

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51177175,61274039);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2010CB923200,2011CB301903);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110171110021);国家国际科技合作专项资助项目(2012DFG52260);国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2014AA032606)

摘　　要：采用ICP干法刻蚀和PECVD沉积技术,制备了增强型Si衬底SiO2/GaN MOS栅场效应晶体管(MOSFET)。SiO2/GaN MOSFET转移特性曲线测试中出现阈值电压不稳定现象,针对其阈值电压稳定性问题,采用正向电压偏置方法对SiO2/GaN MOSFET的绝缘栅电荷特性展开研究。正向电压偏置后,器件的转移特性曲线和高频C-V特性曲线均正向偏移,研究表明:SiO2/GaN之间存在的界面态和靠近SiO2/GaN界面的SiO2内部陷阱是造成SiO2/GaN MOSFET阈值电压不稳定的原因,实验研究结果同时表明氮气1 000℃快速热退火(RTA)对SiO2内部陷阱有改善作用。GaN based normally-off Si substrates SiO2/GaN metal oxide semiconductor field effect transistors （MOSFET） was pre- pared by using ICP dry etching and plasma enhanced chemical vapor deposition（PECVD） technique. A threshold voltage shift was observed for the SiO2/GaN MOSFET＇ s transfer curves. Positive gate-biased stress method was adopted to characterize the threshold voltage instability problem on SiO2/GaN MOSFET. Both transfer curves and capacitance-voltage（C-V） curves of SiO2/ GaN MOSFET shifted to the positive direction, and the deep interface states and oxide border traps in SiO2 were considered to be the cause of threshold voltage shift for SiO2/GaN MOSFET. It was also found that at 1 000 ℃,rapid thermal annealing （RTA） reduced border traps in SiO2.

关 键 词：氮化镓 二氧化硅 场效应管 等离子增强化学气相沉积 陷阱 正向偏压 

分 类 号：TN386[电子电信—物理电子学]