基于 n型 Si 底电极的 Al$_{1-x}$B$_x$N 铝氮化物沉积薄膜

在高度掺杂且等离子体处理的 (100) n型 Si 衬底上生长 Al$_{1-x}$B$_x$N 铝氮化物薄膜。我们证明了对于 x = <0.01, 0.02, 0.06, 0.08, 0.13, 和 0.17 的配比，薄膜表现出铝氮化物的铝氮化物具有良好的铝氮化物性。极化抗峰值显示在 1 Hz 下的剩余极化值为 130-140 μC/cm$^2$，而屈曲场值为最低可达 4 MV/cm，且具有较低的漏电。B 掺杂含量在 x = 0.06 到 0.13 之间时，电阻率最高且抗峰值最饱和。我们还证明了衬底等离子体处理时间对 Al$_{1-x}$B$_x$N 晶体性和开关性能的影响。断层透射电子显微镜和电子能量损失光谱显示，在等离子体处理和沉积后，Al$_{1-x}$B$_x$N 与 Si 界面处存在 3.5 nm 的非晶 SiNx 层。前约 5 nm 的 Al$_{1-x}$B$_x$N 具有晶体缺陷。使用 n型 Si 衬底，我们通过低频抗峰值和 CV 方法演示了 Al$_{1-x}$B$_x$N 可实现至 25 nm 的厚度缩放。作为底电极和次衬底，n型 Si 使 Al$_{1-x}$B$_x$N 的生长过程能够覆盖更广泛的 Al$_{1-x}$B$_x$N 配比和层厚范围。