中科院半导体所张逸韵：基于MOCVD生长的β-Ga2O3纳米线晶体管及其日盲光电晶体管探测器研究

 近日，第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳会展中心举行。本届论坛由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）、国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）联合主办，北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办。  期间，“超宽禁带半导体材料“论坛上，中科院半导体所研究员张逸韵做了题为”基于MOCVD生长的β-Ga₂O₃纳米线晶体管及其日盲光电晶体管探测器研究“的主题报告。β-Ga₂O₃属于单斜晶系，是Ga₂O₃家族（α、β、γ、δ和ε）中最具稳定性的一员，常表现为n型。β-Ga₂O₃是制备大功率器件、日盲光电探测器的理想材料。

氧化镓体材料具有宽禁带、高耐压、高功率、高频率、抗辐射、低成本等优势，也存在着低迁移率、缺P型、易碎、导热差等挑战。目前尚无有效p型掺杂β-Ga₂O₃，无法构建Homojunction pin光电探测器。氧化镓纳米线方面，与体材料相比，纳米线器件具有一维结构：大比表面积；低应力生长：缺陷密度低；低阈值电压；低暗电流；低功耗；高灵敏度等潜在优势。报告中，结合具体的数据，分享了基于Au纳米颗粒催化的氧化镓单晶纳米线的生长、氧化镓单根纳米线场效应晶体管器件、氧化镓单根纳米线光电晶体管日盲探测器件研究等最新研究成果。

 

报告指出，利用金纳米颗粒作为催化剂实现MOCVD生长大面积高质量单晶氧化镓纳米线阵列，纳米线尺寸20~200nm，长度超过6.6微米。利用上述纳米线制备了Back-gate FET以及FinFET，并详细比较了两种晶体管的性能，电流开关比超过108，阈值电压降至-8V以下。FinFET展现出更低的漏电流、阈值电压等优良特性。利用上述纳米线制备了日盲探测器，该日盲探测器展现出高灵敏度(D*>1017Jones)，纳米线暗电流3.2fA,整体器件功耗低至449fW。后续将补充器件噪声测试以及偏振特性研究。

张逸韵，2019年获得中科院高层次人才引进计划资助进入中科院半导体所照明研发中心工作，并于2020年底顺利通过择优考核。目前主要研究方向包括氮化镓基等宽带隙及新兴超宽带隙半导体新型光电子器件研究以及半导体高温红外焦平面阵列探测器研究。在学及工作期间共发表包括Appl. Phys. Lett., J. Appl. Phys., Opt. Lett., Opt. Express, IEEE Electron. Dev. Lett.，Nano Energy，Nanoscale等光电子领域核心 SCI 学术论文近50 篇，文章累计他引500 余次。其中，第一作者文章被选为IEEE J. Quan. Electron.杂志封面2篇，研究成果被Semiconductor Today, Compound Semiconductors, Laser Focus World, Photonics.com, Physics.org, Electronic Component News 等专业杂志推送和报道共计十余次，并担任IEEE Electron Devices Society、IEEE Photonics Society、The Optical Society of America (OSA)等学会会员以及多个杂志审稿人。目前担任多个科技部重点研发计划课题负责人及项目骨干人员。

（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解）