【器件论文】利用 Ga₂O₃ 偶极层调控能带对齐实现大幅正向 Vғʙ 偏移

        由复旦大学的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为 Large positive V_FB shift achieved by a band alignment modulated with insertion of Ga₂O₃ dipole layer（利用 Ga₂O₃ 偶极层调控能带对齐实现大幅正向 V_FB 偏移）的文章。

摘要

        该项研究在 SiO₂/HfO₂ 界面通过原位原子层沉积（ALD）法沉积 Ga₂O₃ 偶极层，成功实现了显著的正向偶极效应。通过 10–30 个 ALD 周期的 Ga₂O₃ 偶极层沉积，可获得 1.09–1.59 V 的平带电压正向调制范围，同时仅引入 0.05–0.36 nm 的等效氧化物厚度增量。利用 X 射线光电子能谱测量了插入 Ga₂O₃ 偶极层前后的栅极叠层结构，以验证其对能带对齐的调制效果。结果表明，SiO₂/HfO₂ 之间的价带偏移因 Ga₂O₃ 偶极层的插入而被抑制，证明了 Ga₂O₃ 具有 p 型偶极特性。此外，SiO₂/Ga₂O₃ 界面对 p 型偶极效应的贡献更大，而 Ga₂O₃/HfO₂ 界面则对该效应起到一定的抑制作用。研究表明，Ga₂O₃ ALD 偶极层是一种有前景的正向偶极调控候选材料，可用于先进工艺节点中的多阈值电压技术，为新型半导体器件的能带工程提供了有效方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0252518