爱游戏平台游戏:TUS取得打破：使用溅射技能推进高功用ScAlN基晶体管的使用

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  盖世轿车讯 依据氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMT）是一种场效应晶体管（FET），其规划旨在完成极高频率和低噪声作业。因而，它们大范围的使用于高功率和高频使用，例如高速无线通信、功率开关器材和功率放大器。

  HEMT选用异质结，即两种不同半导体资料（通常是GaN和铝氮化镓（AlGaN））之间的衔接。该衔接构成一个称为二维电子气（2DEG）的狭隘区域，其间电子具有极高的迁移率，然后带来杰出的高频功用。

  氮化铝钪（ScAlN）作为一种新式势垒资料，可以逐渐进步GaN HEMT的功用，十分重视。它表现出较大的极化，来进步了2DEG中的电子密度。此外，其铁电特性使其合适用作铁电HEMT中的铁电栅极资料。

  这种栅极可以对2DEG进行动态控制，然后有或许丰厚GaN基器材的功用。在GaN上成长ScAlN层的传统办法需求杂乱的工艺和较高的加工温度。

  比较之下，溅射是一种很有远景的代替办法，它只需很少的设备，并有或许进行低温处理。但是，现在关于在GaN上依据溅射成长ScAlN的研讨依然有限，成长温度对其电学和结构特性的影响尚不清楚。

  据外媒报导，在一项新的研讨中，由日本东京理科大学（TUS）资料科学与技能系副教授Atsushi Kobayashi领导的研讨团队成功地使用溅射技能在AlGaN/GaN异质结构上成长了ScAlN薄膜，并研讨了成长温度对其特性的影响。他们的研讨宣布在《APL Materials》期刊上。

  Kobayashi博士解说说：“与贵重而杂乱的堆积技能比较，大范围的使用于电子制作的溅射技能可以以更低的本钱完成ScAlN薄膜的大规模出产，然后使高功用器材更简单取得。”

  研讨人员经过在不一样的温度下溅射，在AlGaN/AlN/GaN异质结构上外延成长了钪含量为10%的ScAlN薄膜。随后，他们使用原子力显微镜（AFM）和高能电子衍射研讨了薄膜的结构。

  剖析标明，即便在250°C的低温下也能完成外延成长，而且薄膜外表平整度跟着温度上升而进步。有必要留意一下的是，在750°C下成长的样品调查到了明晰的台阶状外表结构，标明其结构质量较高。

  霍尔效应丈量标明，在750°C下成长的样品的2DEG中的载流子密度到达1.1 × 1013 cm−2，约为不含ScAlN的AlGaN/AlN/GaN异质结构的三倍。相反，在较低温度下成长的薄膜表现出比初始非ScAlN异质结构更低的载流子密度。

  这些依据成果得出，成长温度关于异质结构内2DEG的构成至关重要。750°C下载流子密度的进步归因于结构质量的改进。但是，与初始异质结构比较，一切ScAlN样品中的电子迁移率均有所下降，这或许是因为AlGaN/AlN/GaN界面邻近的ScAlN势垒引进的粗糙度和结构缺点形成的。

  Kobayashi博士表明：“这项研讨的成果凸显了成长条件在溅射外延ScAlN薄膜中的关键作用。重要的是，咱们的研讨证明了溅射法在GaN上成长高质量ScAlN层的可行性，为完成带有ScAlN势垒的高功用GaN HEMT的商业化供给了一条切实可行的途径。这将促进这些晶体管的广泛使用，这关于开发高效、节能、可在恶劣条件下运转的设备（包含电动轿车和航天器）至关重要，然后促进可持续发展的未来。”