【聚焦"双一流"】何刚教授课题组在《IEEE Electron Device Letters》发表最新研究成果

文章来源:科学技术处发布时间:2021-03-01浏览次数:10

本网讯(科学技术处)近日,我校何刚教授课题组在微电子器件研究领域取得重要进展,研究成果“Interface Optimization and Modulation of Leakage Current Conduction Mechanism of Yb2O3/GaSb MOS Capacitors With (NH4)2S Solutions Passivation”在微电子领域权威期刊IEEE Electron Device Letters上发表。物理与材料科学学院2018级硕士研究生郝琳为该论文第一作者,何刚教授为论文通讯作者。论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9310279。

随着CMOS技术节点按比例缩小(scaling)逐渐走向终结,后摩尔时代新器件将影响和决定未来微电子器件技术发展和集成电路产业格局。采用高k介质与金属栅GaSb MOS器件具有高载流子迁移率、低栅漏电的特点,在使集成电路技术继续沿摩尔定律发展方面具有重要意义。然而III-V族半导体存在的主要问题是:材料易氧化且自身氧化物复杂、不稳定。因此,降低高k介质/GaSb之间界面态密度成为推动锑基III-V族材料在CMOS工艺中更广泛应用的关键。

该课题组创造性提出了新型界面钝化方法:通过调节(NH4)2S溶液的PH值来提升对GaSb表面硫化效果,从而优化高k介质/GaSb衬底之间界面特性。基于中和的(NH4)2S可有效降低溶液的腐蚀性且形成较厚的硫保护层,制备的Yb2O3/GaSb MOS电容器不仅进一步抑制了器件的漏电流,同时有效降低了沟道层界面态密度(~35%)。此外,在低温测试下,利用中和的(NH4)2S处理获得的器件实现了优异的电流-电压特性。该研究工作不仅揭示了GaSb的表面特性,还相继报道了MOS电容器漏流浮动的工作机理。相关的研究成果对III-V族高迁移率CMOS工艺以及低功耗、高性能微电子领域的发展具有重要的意义。