电子表面和介电界面状态在GaN和AlGaN上的研究

GaN和AlGaN在下一代高功率电子设备中展现出巨大的潜力；然而，它们受到高密度界面状态的困扰，这影响了设备的可靠性和性能，导致大漏电流和电流崩溃。在这篇综述中，作者总结了关于栅极漏电流和电流崩溃机制的当前认识，其中对表面缺陷的认识是控制和改善设备性能的关键。考虑到这一点，他们展示了关于GaN和AlGaN表面状态以及基于GaN和AlGaN异质结构的界面状态的当前研究。由于GaN和AlGaN是极性材料，二者的特征是具有数量级为1013电荷/cm2的较大束缚极化电荷，这需要进行补偿。因此，关键在于控制补偿电荷，以使电子状态不作为电子阱或影响设备性能和可靠性。能带对齐建模和测量可以帮助确定电子状态配置。特别是，能带弯曲可以决定极化束缚电荷如何被补偿；然而，能带弯曲对特定的加工步骤（如清洁、介电或金属沉积、沉积后或金属化后处理）极为敏感，这些步骤影响氧覆盖、碳污染、结构缺陷、键合配置、缺陷状态、吸附物和费米钉扎状态。在许多情况下，这些处理对表面和界面状态的特定影响并不完全清楚，因为电子状态的性质在复杂性和微妙性中被掩盖。因此，可能需要一种更系统和有条理的方法。