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一種具有κ-Ga2O3/Al2O3復(fù)合鐵電介質(zhì)層的負(fù)電容晶體管及其制備方法

文檔序號(hào):40566381發(fā)布日期:2025-01-03 11:26閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種具有κ-ga2o3/al2o3復(fù)合鐵電介質(zhì)層的負(fù)電容晶體管,所述負(fù)電容晶體管包括從下至上依次設(shè)置的襯底(1),gan緩沖層(2),uid-gan溝道層(3),al0.25ga0.75n勢壘層(4),和劃定在al0.25ga0.75n勢壘層(4)表面的源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域以及柵極區(qū)域,以及設(shè)置在源電極區(qū)域的源電極(5)、設(shè)置在漏電極區(qū)域的漏電極(6)和設(shè)置在柵極區(qū)域的柵極(7);所述uid-gan溝道層(3)與al0.25ga0.75n勢壘層(4)的接觸面形成二維電子氣溝道2deg;

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述負(fù)電容晶體管,其特征在于:所述負(fù)電容晶體管還包括sinx絕緣層(11),所述sinx絕緣層(11)設(shè)置在除柵極區(qū)域之外的負(fù)電容晶體管表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述負(fù)電容晶體管,其特征在于:所述al0.25ga0.75n勢壘層(4)和κ-ga2o3鐵電層(9)相接觸的界面為第一氧補(bǔ)償界面,所述κ-ga2o3鐵電層(9)和al2o3絕緣層(10)相接觸的界面為第二氧補(bǔ)償界面,所述第一氧補(bǔ)償界面和第二氧補(bǔ)償界面的缺陷密度為1.9×1013~2.5×1013?cm-2。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述負(fù)電容晶體管,其特征在于:所述κ-ga2o3鐵電層(9)的厚度為50~100?nm,al2o3絕緣層(10)的厚度為30~50?nm;

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述負(fù)電容晶體管,其特征在于:所述κ-ga2o3鐵電層(9)的厚度為50nm,al2o3絕緣層(10)的厚度為30?nm;

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述負(fù)電容晶體管,其特征在于:所述源電極(5)和漏電極(6)均為ti/al/ni/au合金,ti、al、ni和au的厚度分別為20~30、120~150、50~60和80~100?nm;柵極(7)為ni/au合金,ni和au的厚度分別為50~60和80~100?nm;柵極(7)和源電極(5)之間的距離為6~12?μm,柵極(7)和漏電極(6)之間的距離為6~12?μm。

7.一種如權(quán)利要求2~6任意一項(xiàng)所述負(fù)電容晶體管的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法,其特征在于:所述步驟4)中,定義柵極區(qū)域后采用氧等離子體處理去除殘膠;

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法,其特征在于:還包括側(cè)面刻蝕步驟,所述側(cè)面刻蝕步驟設(shè)置于步驟2)與步驟3)之間,所述側(cè)面刻蝕步驟具體為,在源電極(5)和漏電極(6)的外邊沿分別定義非有效工作區(qū)域,沿非有效工作區(qū)域向下刻蝕200?nm形成臺(tái)階缺口結(jié)構(gòu);

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法,其特征在于:還包括扎針窗口步驟,所述扎針窗口步驟設(shè)置于步驟7)之后,所述扎針窗口步驟具體為,分別在源電極(5)表面和漏電極(6)表面光刻并顯影,形成扎針窗口,在源電極(5)表面的扎針窗口刻蝕sinx絕緣層(11)形成源電極(5)扎針區(qū)域,在漏電極(6)表面的扎針窗口刻蝕sinx絕緣層(11)形成漏電極(6)扎針區(qū)域。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有κ?Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;復(fù)合鐵電介質(zhì)層的負(fù)電容晶體管及其制備方法。本發(fā)明的負(fù)電容晶體管包括從下至上依次設(shè)置的襯底,GaN緩沖層,UID?GaN溝道層,Al<subgt;0.25</subgt;Ga<subgt;0.75</subgt;N勢壘層,以及設(shè)置在Al<subgt;0.25</subgt;Ga<subgt;0.75</subgt;N勢壘層上的源電極、漏電極和柵極,以及設(shè)置在柵極和Al<subgt;0.25</subgt;Ga<subgt;0.75</subgt;N勢壘層之間的κ?Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;復(fù)合鐵電介質(zhì)層。本發(fā)明的負(fù)電容晶體管能夠?qū)崿F(xiàn)易失性與非易失性存儲(chǔ)的結(jié)合,從而在保證高速數(shù)據(jù)處理能力的同時(shí),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與斷電后的數(shù)據(jù)保存可靠性,為全儲(chǔ)備池的應(yīng)用提供高效的數(shù)據(jù)管理支持。

技術(shù)研發(fā)人員:葉建東,許軻,萬昌錦,雒玉蓉,李展華,任芳芳,顧書林,張榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者:南京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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