Хемтс из АЛСЦН-БАРРЕРИ МОЦВД

Истраживачи у Немачкој и Холандији су користили одлагање хемијских паре метала-органске испаравања (МОЦВД) да би створили алуминијумски скандијум нитрид (АЛЦРН) -Барриер Транзистори хигх-Елецтрон-Мобилити Транзистори (Хемтс) [Цхристиан Манз ет ал, Семицонд. СЦИ. Тецхнол., Вол36, П034003, 2021]. Тим је такође користио капацитет Силицијум Нитрида (Синк) као алтернативу у уобичајеном галијуму нитриду (ГАН), који никада раније није истраживао, у складу са најбољим знањем тима.

Рад са АЛСЦН-ом израђује се на претходним извештајима о расту МОЦВД-а из тима на Фраунхофер Институту за примењену чврсту физику (ИАФ), Инатецх-Алберт-Лудвигс Университат Фраибург и Универзитета у Фреибургу у Немачкој и Еурофинс Малибург Сциенце Холандија и Еиндховен Университи оф Еурофин. Технологија у Холандији, заједно са Германином Институтом за микроструктуру материјала и система (ИМВС) [ввв.семицондуцтор-тодаи.цом / невс{.{3}}итемс/2019/оц/фхг-иаф{ Али}}.схтмл ].

Увођење скандерења у баријеру повећава спонтани и пиезоелектрични (зависан од напора) Поларизација набој, што омогућава до 5к густину носача лима у ГАН-димензионалном електронском каналу (2ДЕГ) канала (2ДЕГ). Ган-Цханнел Хентес се развијају и распоређују за високо-напон и високофреквентне апликације, у распону од електричног возила (ЕВ) и обновљивих извора енергије, на микроталасне пренос бежичне комуникације.

Иако су Хемтс произведене пре молекуларне епитаксије са молекуларном снопом (МБЕ) -ГРВОСТ, МОЦВД процеси су широко применљиви за масовну производњу. Један проблем са увођењем скандима у Моцвд је да је притисак паре потенцијалних прекурсора низак. Моцвд је изведен на ниском притиску (40-100 мбар) са водоником који се користи као носач гаса. Температура раста кретала се од 1000 степени до 1200 степени.

Извор азота је био амонијак (НХ3). Група-ИИИ метали, галијум и алуминијум, дошли су из Триметил-(ТМ-) органа. Прецирсор скандиум је био Трис-циклопентадиенил-скандијум (ЦП3СЦ). Силане (СИХ4) је испоручио силицијум за Синк Цап.

Слика 1: Схема моцвд за АЛЦН баријерни материјал.

Раст АЛСЦН баријерског слоја користио је различито континуиране и пулсиране методологије. Пулсирана метода састојала се од наизменичних металних потрепштина са 5-их ЦП3СЦ и 2С ТМ-АЛ.

Експерименти су користили 100 мм сафирске подлоге и 4 х силицијум карбида (СИЦ) за неке експерименте, посебно на фази транзисторске израде.

Хемтес се састојао од титанијум / алуминијумских охмијских контаката извора са ИОН-имплантатним изолацијама уређаја. Пасивизација Синк омогућила је "ниска стручна дисперзија и топлотна стабилност", према речима истраживача. Капија је дизајнирана да буде ниска капацитивност, побољшати рад велике брзине.

Силиконски нитрид је коришћен за капање АЛЦКН баријерског слоја, како би се избегло оксидација садржљивог слоја. У Алган Транзистори се често користи ГАН ЦАП, али у случају АЛСЦН-а откривено је да је у случају АЛЦК-а тешко расти, што резултира 3Д острвима ', што негативно утичу на његову способност заштите и пасиве аЛСЦН-а. Откривено је да Ган Цапс на АЛСЦН-у имају грубост корена-средње квадратне 1,5 нм за материјал који се узгаја на 1 0 00 степен, према мерењима атомске силе (АФМ), у поређењу са 0,2нм за Синк.

Материјал који се користи за Хемте (слика 1) садржи око 14% СЦ у слоју од 9,5 нм АЛСЦН баријере. Синк капа је била 3,4 нм. Температура раста је била диплома са 1100 степени, са АЛЦРН-овим таложењем коришћењем континуиране понуде прекурсора. Подлога је била 4 х сиц. Поређење 5,6НМ АЛН баријера са 3НМ Синк ЦАП-ом је такође порасла и израђена.

Табела 1: Поређење електронским својствима превоза АЛЦРН-баријера и АЛН-баријера

Хемт са АЛЦКН баријером постигнутим перформансама (слика 2) упоредиво са оним уређаја са АЛН баријером (Табела 1). Истраживачи истичу да је наступ АЛЦКН ХЕМТ-а испод теоријских очекивања.

Слика 2: Карактеристике преноса за АЛСЦН-баријеру Хемт са 0. 25 ума дужине врата. ДРАИН БИАС 7В.

Тим оптужује "тешку интердиффузију металних атома ал, ГА и СЦ у међуспремнику и баријеру", што је откривено и окарактерисано коришћењем скенирања преносне електронске микроскопије (стабљике), енергетски дисперзивни рендгенски спектроскопију (ЕДКС) и високо- Резолуција рендгенских дифракцијских анализа (ХР-КСРД). Баријере су биле, дакле, Алгаскн и Алган, реда. Мерења сугеришу да је дифузија резултирала у просеку око 40% ГА у просеку око 40% ГА.

"Примарни извор за нижу покретљивост у оба узорка највјероватније је лош квалитет интерфејса и атоми интердифузија, узрокујући расипање легура, за које је познато да утиче на покретљивост хетероструктуре Хемте," пишу истраживачи.

Упркос томе, тим види резултате као "врло обећавајући" за високо-фреквенцијске апликације, додајући да је АЛЦН ХЕМТ "већ супериорни" стандардним Алган Хемтс дизајнираним за РФ апликације измишљене у кући.

Изворни извор: хттп: //ввв.семицондуцтор-тодаи.цом/невс{{.и1}}итем/2021/феб/фраунхофер{ }}}.схтмлхттп: //ввв.семицондуцтор-тодаи.цом/невс{{ои5 }} Предмети / 2021. / феб / Фраунхофер -110221. Схтмл