2018年10月23-25日，第十五屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2018）暨2018國際第三代半導體論壇（IFWS 2018）在深圳會展中心舉行。其中，24日下午，由江蘇南大光電材料股份有限公司、江蘇博睿光電有限公司和北京康美特科技股份有限公司協辦支持的“超寬禁帶半導體技術”分會成功舉行。

　　會上，西安交通大學王艷豐帶來了《基于YSZ介質層的氫終端金剛石場效應晶體管》研究報告。

 

　　金剛石具有很多的優異性能，比如：好的透光性、有效的抗輻射能力、大的禁帶寬度、大的擊穿電壓、大的熱導、高的載流子遷移率、等等。這些優異性能使得金剛石在透光窗口材料、圖層材料、電子器件領域具有巨大的應用潛力。金剛石制備的電子器件具有高的功率頻率特性以及在極端環境下工作的能力 [1-2]。但是，由于磷、氮等摻雜劑在金剛石內的激活能很大，使金剛石不能得到有效的摻雜。

 

　　幸運的是，當使用氫等離子體處理金剛石表面以后，將在金剛石表面形成C-H，得到氫終端金剛石。這種金剛石表面以下10nm左右將形成二維空穴氣層，這層二維空穴氣的薄層空穴濃度可以達到1013 cm-2。因此，可以使用氫終端金剛石來制備電子器件。但是，氫終端金剛石的C-H鍵可能在高溫有氧或極端化學環境中被破壞，進而破壞二維空穴氣層，使得器件性能惡化。在氫終端場效應晶體管制備過程中，為了保護氫終端不被破壞，一般使用介質層覆蓋溝道。到目前為止，很多介質層被用在氫終端場效應晶體管中，比如：SiO2, Al2O3, HfO2, Ta2O5, and ZrO2等等。摻釔氧化鋯（YSZ）是一種性能優異的介質材料，具有很好的而穩定性，大的禁帶寬度和介電常數。據讀者所知，并沒有基于YSZ介質層的氫終端金剛石場效應晶體管的研究。

 

　　在本研究中，我們成功的制備了基于YSZ介質層的氫終端金剛石場效應晶體管。首先，使用電子束蒸發技術，在氫終端金剛石表面制備了源漏電極；然后，使用紫外臭氧技術，對器件進行電器隔離；接著，使用原子層沉積技術，沉積一層氧化鋁，保護氫終端溝道；接著，使用磁控濺射技術，沉積YSZ介質層；隨后，使用電子束蒸發技術，制備鋁柵極，柵的長、寬分別為15 和100微米；最后，介紹了測試該器件的電學性能。【根據會議資料整理，如有出入敬請諒解！】