Interfacial band configuration and electrical properties of LaAlO3/Al2O3/hydrogenated-diamond metal-oxide-semiconductor field effect transistors

材料科学 原子层沉积 钻石 跨导 光电子学 MOSFET 场效应晶体管 栅极电介质 阈值电压 分析化学(期刊) 晶体管 薄膜 纳米技术 化学 电压 电气工程 复合材料 工程类 色谱法
作者
Jiangwei Liu,Meiyong Liao,Masataka Imura,Hirotaka Oosato,Eiichiro Watanabe,Akihiro Tanaka,Hideo Iwaï,Yasuo Koide
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:114 (8) 被引量:80
标识
DOI:10.1063/1.4819108
摘要

In order to search a gate dielectric with high permittivity on hydrogenated-diamond (H-diamond), LaAlO3 films with thin Al2O3 buffer layers are fabricated on the H-diamond epilayers by sputtering-deposition (SD) and atomic layer deposition (ALD) techniques, respectively. Interfacial band configuration and electrical properties of the SD-LaAlO3/ALD-Al2O3/H-diamond metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFETs) with gate lengths of 10, 20, and 30 μm have been investigated. The valence and conduction band offsets of the SD-LaAlO3/ALD-Al2O3 structure are measured by X-ray photoelectron spectroscopy to be 1.1 ± 0.2 and 1.6 ± 0.2 eV, respectively. The valence band discontinuity between H-diamond and LaAlO3 is evaluated to be 4.0 ± 0.2 eV, showing that the MOS structure acts as the gate which controls a hole carrier density. The leakage current density of the SD-LaAlO3/ALD-Al2O3/H-diamond MOS diode is smaller than 10−8 A cm−2 at gate bias from −4 to 2 V. The capacitance-voltage curve in the depletion mode shows sharp dependence, small flat band voltage, and small hysteresis shift, which implies low positive and trapped charge densities. The MOSFETs show p-type channel and complete normally off characteristics with threshold voltages changing from −3.6 ± 0.1 to −5.0 ± 0.1 V dependent on the gate length. The drain current maximum and the extrinsic transconductance of the MOSFET with gate length of 10 μm are −7.5 mA mm−1 and 2.3 ± 0.1 mS mm−1, respectively. The enhancement mode SD-LaAlO3/ALD-Al2O3/H-diamond MOSFET is concluded to be suitable for the applications of high power and high frequency electrical devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
马绍清完成签到,获得积分10
1秒前
pterionGao完成签到 ,获得积分10
1秒前
潇潇完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
开朗广山发布了新的文献求助10
2秒前
zhjeddie完成签到 ,获得积分10
4秒前
亵渎完成签到,获得积分10
5秒前
自觉泽洋完成签到,获得积分20
6秒前
天天快乐应助勤恳的红酒采纳,获得10
9秒前
阿欣完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科研通AI2S应助ataybabdallah采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助ataybabdallah采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助ataybabdallah采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助ataybabdallah采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助ataybabdallah采纳,获得10
10秒前
11秒前
坚强的广山应助芣苢采纳,获得200
12秒前
潇潇发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
14秒前
cxy发布了新的文献求助20
15秒前
韦雪莲完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助自觉泽洋采纳,获得10
16秒前
辰溪发布了新的文献求助10
16秒前
shuoshuo完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
愉悦完成签到,获得积分10
19秒前
毛豆爸爸应助酷酷问芙采纳,获得10
19秒前
jevon应助FANYAO采纳,获得10
26秒前
辰溪完成签到,获得积分10
26秒前
酷酷纸飞机完成签到,获得积分10
26秒前
初心完成签到 ,获得积分10
26秒前
所所应助鸭鸭采纳,获得10
27秒前
TheMonster完成签到,获得积分10
28秒前
32秒前
cxy发布了新的文献求助10
32秒前
37秒前
杨旭完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
高分求助中
Earth System Geophysics 1000
Co-opetition under Endogenous Bargaining Power 666
Studies on the inheritance of some characters in rice Oryza sativa L 600
Medicina di laboratorio. Logica e patologia clinica 600
Sarcolestes leedsi Lydekker, an ankylosaurian dinosaur from the Middle Jurassic of England 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
Language injustice and social equity in EMI policies in China 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3211785
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2860670
关于积分的说明 8125232
捐赠科研通 2526488
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1360369
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 643200
邀请新用户注册赠送积分活动 615288