《p型铝钛氧化物(AlTiO)栅极氮化镓晶体管的正阈值》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2019-05-19
  • 印度理工学院声称在使用p型铝钛氧化物(AlTiO)栅极绝缘材料条件下,首次实现了氮化铝镓/氮化镓(AlGaN / GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)在增强模式(e模式)下工作。并称实验中使用p型AlTiO的高电子迁移率晶体管(HEMT)的ON-state性能很好,与目前最佳报告结果相当。

    金属氧化物半导体(MOS)栅极叠层结合了氧化钛的高k介电特性(k大于60)和由氧化铝掺杂(k~9)提供的p型特性。简单的GaN HEMT是耗尽模式,并且需要特殊的额外处理来将阈值电压推向正方向以提供增强模式,通常是关闭性能。在栅极下方放置诸如镁掺杂的p-GaN的p型材料是一种用于移动到增强型器件的方法。与肖特基栅极HEMT相比,高k电介质可提高栅极下电流的静电控制,同时具有更尖锐的导通(低亚阈值摆幅),同时减少栅极泄漏。

    通过使栅极凹陷来减小势垒使得能够获得正阈值电压。屏障厚度为8nm时,阈值为+ 0.5V。得到的晶体管以增强模式工作,器件处于OFF状态,栅极电位为0V。更薄的屏障还改善了通道控制,降低了关断状态电流(降低了100倍),并且在73mV /十倍频率下降低了亚阈值摆幅。

    具有优化的p-氧化物和不同的阻挡层厚度的HEMT的传输特性,当栅极下的势垒厚度缩放时,阈值(VTH)从负值变为正值。漏极电流-栅极电压双扫描的阈值电压滞后分别为~30mV和~40mV,漏极偏压分别为0.1V和15V。

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