人工晶体学报

作者：宋昱杉, 陈浩, 李松, 杨明超, 杨松泉, 杨森, 周磊簜, 耿莉, 郝跃, 欧阳晓平

单位：1.西安交通大学微电子学院，西安 710049；2.西安电子科技大学微电子学院，西安 710071；3.西北核技术研究所，西安 710024

关键词：低温超临界流体工艺,超宽禁带半导体,β-Ga2O3,肖特基势垒二极管,界面态密度,电学性能,

基金：国家重点实验室稳定支持基金(JBSY252800260);宽禁带半导体器件与集成技术全国重点实验室开放基金(2413S121);国家自然科学基金(62204198)

先进半导体工艺是提升β-Ga2O3基器件电学性能和修复其在工作环境中性能退化效应的关键技术。近年来，低温超临界流体工艺在降低半导体器件界面态、修复刻蚀工艺损伤和提高器件稳定性等方面展现出显著优势。本研究采用130 ℃和20 MPa的N2O流体，对暴露在空气环境中导致电学性能退化的Ni/β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBDs）进行处理，通过电流-电压和电容-电压特性表征，探究低温超临界流体（SCF）处理前、后电学性能退化的SBDs器件导通特性和击穿特性的变化机理。研究结果表明：经SCF处理的SBDs正向饱和电流密度的升高伴随着体电子陷阱的减少和串联电阻的降低；肖特基势垒高度的提高和耗尽层的展宽有效抑制了电子隧穿，进而导致了漏电流的减小。此外，研究表明，退化后的Ni/β-Ga2O3 SBDs的金半接触界面态密度未受到SCF处理的显著影响，具有大时间常数的界面缺陷也未对肖特基势垒高度产生明显影响。本研究为低温超临界流体工艺在优化β-Ga2O3基器件性能方面的应用提供了重要的实验依据和理论支持。

来源：2025年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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