溶液法制备范德华异质结作为高性能 GaN HEMT 的无损伤栅极接触
化学物理
2023-03-31 v2
摘要
栅极接触与 III-氮化物之间形成的结是 GaN 基电子和光电子器件的关键组成部分。在这项工作中，将溶液法制备的无机 Ti3C2Tx MXene 薄膜喷涂在 AlGaN/GaN 外延片上作为栅极接触。MXene 薄膜的功函数通过部分氧化工艺得到有效提升，相应地，栅极泄漏电流和关态漏极电流被显著抑制。MXene 薄膜与 III-氮化物之间无直接化学键合的范德华异质结保留了 III-氮化物原始的原子级平坦本征氧化物，在肖特基型栅极 GaN HEMT 中实现了创纪录的高达 10^13 的 Ion/Ioff 电流比，以及接近理想的 61 mV/dec 亚阈值摆幅。此外，MXene 栅极 GaN HEMT 展现出优异的电子迁移率和跨导，以及基于20个测得晶体管的高均匀性。前所未有的性能可归因于 MXene 与 III-氮化物之间无损伤界面、MXene 向半导体层可忽略的原子扩散，以及 MXene 与 III-氮化物之间良好的粘附性。该工作提供了一种替代的接触制备方法，不仅可用于 GaN HEMT，也可用于其他电子和光电子器件，其独特之处在于成本低、非真空、高沉积速率且无损伤特性。
引用
@article{arxiv.2202.08243,
title = {Solution-processed van der Waals heterojunction as the damage-free gate contact for high performance GaN HEMTs},
author = {Chuanju Wang and Xiangming Xu and Mohamed Nejib Hedhili and Husam N. Alshareef and Xiaohang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08243},
year = {2023}
}