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Enhanced interface properties of diamond mosfets with Al2O3 gate dielectric deposited via ALD at a high temperature

Chinese Physics B 2021年第5期30卷 661-666页

作者： Yu Fu Rui-Min Xu Xin-Xin Yu Jian-Jun Zhou Yue-Chan Kong Tang-Sheng Chen Bo Yan Yan-Rong Li Zheng-Qiang Ma Yue-Hang Xu University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731China Nanjing Electronic Devices Institute Nanjing 210016China Sichuan University Chengdu 610041China University of Wisconsin-Madison MadisonWI 53705USA

The interface state of hydrogen-terminated(C-H)diamond metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(mosfet)is critical for device *** this paper,we investigate the fixed charges and interface trap states in C-H diamond mosfets by using different gate dielectric *** devices use Al_(2)O_(3) as gate dielectrics that are deposited via atomic layer deposition(ALD)at 80℃and 300℃,respectively,and their C-V and I-V characteristics are comparatively ***-Schottky plots(1/C2-VG)suggest that positive and negative fixed charges with low density of about 10^(11)cm^(-2) are located in the 80-℃-and 300-℃deposition Al2O3 films,*** analyses of direct current(DC)/pulsed I-V and frequency-dependent conductance show that the shallow interface traps(0.46 eV-0.52 eV and 0.53 eV-0.56 eV above the valence band of diamond for the 80-℃and 300-℃deposition conditions,respectively)with distinct density(7.8×10^(13)eV^(-1)·cm^(-2)-8.5×10^(13)eV^(-1)·cm^(-2) and 2.2×10^(13)eV^(-1)·cm^(-2)-5.1×10^(13)eV^(-1)·cm^(-2) for the 80-℃-and 300-℃-deposition conditions,respectively)are present at the Al2O3/C-H diamond *** pulsed I-V and capacitance dispersion results indicate that the ALD Al_(2)O_(3) technique with 300-℃deposition temperature has higher stability for C-H diamond mosfets.

关键词： diamond mosfet ALD temperature pulsed I-V interface trap conductance method

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