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 工程类 色谱法 复合材料
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Aurora发布了新的文献求助10
2秒前
灵巧伊发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
852应助huang采纳,获得10
3秒前
安年发布了新的文献求助10
4秒前
华仔应助虚心的靖仇采纳,获得10
4秒前
wave发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
默默善愁发布了新的文献求助30
6秒前
李子不是杏完成签到 ,获得积分10
7秒前
明理思山完成签到 ,获得积分10
9秒前
小张发布了新的文献求助10
9秒前
YifanWang应助潇潇雨歇采纳,获得10
10秒前
充电宝应助xiaoju采纳,获得10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
小叶不吃香菜完成签到,获得积分10
11秒前
慕薯殿焚完成签到,获得积分10
14秒前
科多兽骑士完成签到 ,获得积分10
14秒前
金戈完成签到,获得积分10
15秒前
wing完成签到 ,获得积分10
15秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Rita应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
维奈克拉应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
脑洞疼应助认真幻梅采纳,获得30
18秒前
18秒前
慕青应助退而求其次采纳,获得10
18秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Video: Lagrangian coherent structures in the flow field of a fluidic oscillator 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 961
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5449234
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4557441
关于积分的说明 14263406
捐赠科研通 4480448
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2454464
邀请新用户注册赠送积分活动 1445168
关于科研通互助平台的介绍 1420965