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高跨导氢终端多晶金刚石长沟道场效应晶体管特性研究

张金风 杨鹏志 任泽阳 张进成 许晟瑞 张春福 徐雷 郝跃

高跨导氢终端多晶金刚石长沟道场效应晶体管特性研究

张金风, 杨鹏志, 任泽阳, 张进成, 许晟瑞, 张春福, 徐雷, 郝跃
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  • 基于多晶金刚石制作了栅长为4 μm的铝栅氢终端金刚石场效应晶体管.器件的饱和漏源电流为160 mA/mm,导通电阻低达37.85 Ω ·mm,最大跨导达到32 mS/mm,且跨导高于最大值的90%的栅压(VGS)范围达到3 V(-2 V ≤ VGS ≤-5 V).通过传输线电阻分析以及器件的导通电阻和电容-电压特性分析,发现氢终端多晶金刚石栅下沟道中的空穴面浓度达到了1.56×1013 cm-2,有效迁移率在前述高跨导栅压范围保持在约170 cm2/(V·s).分析认为,较低的栅源和栅漏串联电阻、沟道中高密度的载流子和在大范围栅压内的高水平迁移率是引起高而宽阔的跨导峰和低导通电阻的原因.
      通信作者: 张金风, jfzhang@xidian.edu.cn
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-04
  • 修回日期:  2017-12-28
  • 刊出日期:  2019-03-20

高跨导氢终端多晶金刚石长沟道场效应晶体管特性研究

  • 1. 宽带隙半导体技术国防重点学科实验室, 西安电子科技大学微电子学院, 西安 710071
  • 通信作者: 张金风, jfzhang@xidian.edu.cn

摘要: 基于多晶金刚石制作了栅长为4 μm的铝栅氢终端金刚石场效应晶体管.器件的饱和漏源电流为160 mA/mm,导通电阻低达37.85 Ω ·mm,最大跨导达到32 mS/mm,且跨导高于最大值的90%的栅压(VGS)范围达到3 V(-2 V ≤ VGS ≤-5 V).通过传输线电阻分析以及器件的导通电阻和电容-电压特性分析,发现氢终端多晶金刚石栅下沟道中的空穴面浓度达到了1.56×1013 cm-2,有效迁移率在前述高跨导栅压范围保持在约170 cm2/(V·s).分析认为,较低的栅源和栅漏串联电阻、沟道中高密度的载流子和在大范围栅压内的高水平迁移率是引起高而宽阔的跨导峰和低导通电阻的原因.

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