【器件论文】Sub-10 nm β-(AlₓGa₁₋ₓ)₂O₃/Ga₂O₃ 调制掺杂 TMG-FET 中的自加热效应与电子迁移率动力学

        由沙特阿拉伯哈立德国王大学的研究团队在学术期刊 Journal of Electronic Materials 发布了一篇名为 Self-Heating Effects and Electron Mobility Dynamics in Sub-10 nm β-(Al_xGa_1−x)₂O₃/Ga₂O₃ Modulation Doped TMG-FET（Sub-10 nm β-(Al_xGa_1−x)₂O₃/Ga₂O₃ 调制掺杂 TMG-FET 中的自加热效应与电子迁移率动力学）的文章。

摘要

        本研究探讨了自热效应对 10 nm 以下 β-(Al_xGa_1−x)₂O₃/Ga₂O₃ 三金属栅场效应晶体管（TMG-FET）中热传导与电子输运行为的影响。器件采用一种新颖的制备方法，结合等离子体辅助分子束外延（MBE）与超高真空沉积技术，构建了由 230 nm Ga₂O₃ 有源层和 10.0 nm Al₂O₃ 绝缘层组成的异质结构。研究结果显示，当 Ga₂O₃ 通道厚度低于 10.0 nm 时，其热导率显著下降，导致声子散射增强、沟道温度升高以及电子迁移率降低。研究还分析了金属层厚度与通道几何结构对热耗散与载流子输运性能的影响。

这些发现表明，β-(Al_xGa_1−x)₂O₃/Ga₂O₃ TMG-FETs 凭借其可扩展结构设计、对表面电荷的高灵敏性以及优异的电学性能，非常适合应用于高性能生物传感领域。总体而言，研究强调了结构优化与先进热管理策略对于提升超小型 TMG-FETs 在高功率应用中可靠性与运行效率的重要性。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s11664-025-12128-7