2018年10月23-25日，第十五屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2018）暨2018國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2018）在深圳會展中心舉行。其中，24日下午，由江蘇南大光電材料股份有限公司、江蘇博睿光電有限公司和北京康美特科技股份有限公司協(xié)辦支持的“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)”分會成功舉行。

　　會上，西安交通大學(xué)王艷豐帶來了《基于YSZ介質(zhì)層的氫終端金剛石場效應(yīng)晶體管》研究報告。

 

　　金剛石具有很多的優(yōu)異性能，比如：好的透光性、有效的抗輻射能力、大的禁帶寬度、大的擊穿電壓、大的熱導(dǎo)、高的載流子遷移率、等等。這些優(yōu)異性能使得金剛石在透光窗口材料、圖層材料、電子器件領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。金剛石制備的電子器件具有高的功率頻率特性以及在極端環(huán)境下工作的能力 [1-2]。但是，由于磷、氮等摻雜劑在金剛石內(nèi)的激活能很大，使金剛石不能得到有效的摻雜。

 

　　幸運(yùn)的是，當(dāng)使用氫等離子體處理金剛石表面以后，將在金剛石表面形成C-H，得到氫終端金剛石。這種金剛石表面以下10nm左右將形成二維空穴氣層，這層二維空穴氣的薄層空穴濃度可以達(dá)到1013 cm-2。因此，可以使用氫終端金剛石來制備電子器件。但是，氫終端金剛石的C-H鍵可能在高溫有氧或極端化學(xué)環(huán)境中被破壞，進(jìn)而破壞二維空穴氣層，使得器件性能惡化。在氫終端場效應(yīng)晶體管制備過程中，為了保護(hù)氫終端不被破壞，一般使用介質(zhì)層覆蓋溝道。到目前為止，很多介質(zhì)層被用在氫終端場效應(yīng)晶體管中，比如：SiO2, Al2O3, HfO2, Ta2O5, and ZrO2等等。摻釔氧化鋯（YSZ）是一種性能優(yōu)異的介質(zhì)材料，具有很好的而穩(wěn)定性，大的禁帶寬度和介電常數(shù)。據(jù)讀者所知，并沒有基于YSZ介質(zhì)層的氫終端金剛石場效應(yīng)晶體管的研究。

 

　　在本研究中，我們成功的制備了基于YSZ介質(zhì)層的氫終端金剛石場效應(yīng)晶體管。首先，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)，在氫終端金剛石表面制備了源漏電極；然后，使用紫外臭氧技術(shù)，對器件進(jìn)行電器隔離；接著，使用原子層沉積技術(shù)，沉積一層氧化鋁，保護(hù)氫終端溝道；接著，使用磁控濺射技術(shù)，沉積YSZ介質(zhì)層；隨后，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)，制備鋁柵極，柵的長、寬分別為15 和100微米；最后，介紹了測試該器件的電學(xué)性能。【根據(jù)會議資料整理，如有出入敬請諒解！】