GaN MOS 电容的研究与表征:平面与沟槽形貌对比
应用物理
2022-07-22 v2
摘要
开发高质量 GaN/介质界面是制造 GaN 垂直功率晶体管的基本步骤。本文定量研究平面刻蚀处理与沟槽形成对 GaN 基 MOS(金属氧化物半导体)堆叠性能的影响。结果表明:(i) 对 GaN 表面进行毯式刻蚀不会降低所沉积介质层的稳健性;(ii) 增加沟槽刻蚀虽提高重现性,但相较于平面结构击穿性能下降;(iii) 对于沟槽结构,10 年寿命电压仍高于 20 V,表明良好稳健性;(iv) 为审视金属-介质-GaN 堆叠的俘获性能,进行了带与不带应力及光辅助的正反向电容-电压测量。总体上,未经前期刻蚀步骤的现长平面电容俘获最低,而沟槽电容具有更高界面俘获,体俘获与毯式刻蚀电容相当;(v) GaN/介质界面的纳米结构由高分辨扫描透射电子显微镜(HR-STEM)表征。毯式刻蚀后观察到 GaN 表面增加 2-3 单层的粗糙度,这与更高界面陷阱密度相关。本文结果从根本上揭示刻蚀与沟槽工艺如何影响沟槽栅 GaN-MOSFET 的俘获与稳健性,并为器件性能优化提供指导。
引用
@article{arxiv.2207.09948,
title = {Study and characterization of GaN MOS capacitors: planar versus trench topographies},
author = {K. Mukherjee and C. De Santi and S. You and K. Geens and M. Borga and S. Decoutere and B. Bakeroot and P. Diehle and F. Altmann and G. Meneghesso and E. Zanoni and M. Meneghini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09948},
year = {2022}
}
备注
["European Union (EU)" & "Horizon 2020"]["Euratom" & Euratom research & training programme 2014-2018"][ECSEL Joint Undertaking (JU)][Grant Agreement No. 826392][UltimateGaN]