【氮化镓】HfO2钝化优化GaN 器件性能

2025年，南洋理工大学的Pradip Dalapati等人在《Applied Surface Science》期刊发表了题为《Role of ex-situ HfO2 passivation to improve device performance and suppress X-ray-induced degradation characteristics of in-situ Si3N4/AlN/GaN MIS-HEMTs》的文章。该研究基于X射线光电子能谱分析和电学特性测试方法，深入探究了外延HfO2钝化层对原位Si3N4/AlN/GaN基MIS-HEMTs性能的提升作用及其在高能X射线辐照下的退化抑制效果。实验结果表明，HfO2钝化层能有效钝化表面陷阱，显著提高器件的最大漏极电流和峰值跨导，同时降低电流崩溃现象。在X射线辐照后，具有HfO2钝化层的器件性能退化率明显低于未钝化器件，展现出较好的辐射硬化特性。该研究成果对提升GaN基器件在空间等高能辐射环境中的稳定性和可靠性具有重要意义，为优化器件设计和制备工艺提供了理论依据。

一、引言

（一）研究背景

在过去的几十年间，基于原位生长SiNx/AlN/GaN体系的金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）被广泛视为