【器件论文】PLD 沉积 LaAlO₃/Sn 掺杂 β-Ga₂O₃（−201）MOS 电容器的高温电学输运特性及电流传导机制研究

        由印度斋浦尔马尼帕尔大学的研究团队在学术期刊Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为Investigation of high-temperature electrical transport and current conduction mechanism in PLD deposited LaAlO₃/Sn-doped β-Ga₂O₃ (−201) MOS capacitor（PLD 沉积 LaAlO₃/Sn 掺杂 β-Ga₂O₃（−201）MOS 电容器的高温电学输运特性及电流传导机制研究）的文章。

摘要

        本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在 n 型 β-Ga₂O₃ (−201) 单晶衬底上生长 LaAlO₃（LAO）薄膜，并在高温条件下对其结构、光学、形貌及电学特性进行了系统分析。X 射线衍射（XRD）和 紫外-可见光谱（UV-Vis）表明，所制备的 LAO 氧化层呈非晶结构，同时具有优异的光学透明性和约 5.25 eV 的宽禁带。X 射线光电子能谱（XPS）中 La 3d_5/2、La 3d_3/2、Al-2p 和 O-1s 的谱线表明，在非晶 LaAlO 基体中存在 La³⁺、Al³⁺ 和 O^2- 离子。所制备的 LaAlO₃/β-Ga₂O₃ MOS 电容器（MOSCAP）在电流密度-电场（J-E）特性方面表现稳定，具有较低的漏电流密度，并呈现 Poole-Frenkel（PF）型发射机制。其陷阱能级约为 0.72 eV，在较宽温度范围内的激活能介于 0.42 eV–0.57 eV 之间。在电容-电压（C-V）特性分析中观察到 MOSCAP 器件的斜率变化及平带电压漂移，表明随着温度升高，氧化层陷阱密度和界面陷阱密度均有所增加。在室温下，LAO 氧化层的介电常数（ε_r）约为 20.2，介电损耗（δ）约为 0.0012；当温度升至 573 K 时，这两个参数分别增加至 28.05 和 0.92。总体而言，本研究表明 PLD 生长的 LaAlO₃/β-Ga₂O₃ MOS 电容器具有良好的结构完整性和电学可靠性，显示出其在高功率和高温电子器件中的应用潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2026.110579