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氮化镓纳米线晶体管和发光体首次垂直整合

  

美国罗彻斯特理工学院的Matthew HartensveldJing Zhang声称纳米线氮化镓(GaN)场效应晶体管(FET)和氮化铟镓(InGaN)发光二极管(LED)首次垂直整合成功,该集成可实现对设备光输出的电压控制。

HartensveldZhang的设备平均每个由45根垂直纳米线组成。对异质结外延材料进行干蚀刻以形成导线,即所谓的“自顶向下”方法。缓冲氧化物蚀刻氯反应离子蚀刻的掩模材料将纳米球直径减小至1.6μm。最终的纳米线高5.5μm,直径1μm

器件接触制造建立了电介质和金属层。将透明的聚二甲基硅氧烷(PDMS)旋涂,平面化并回蚀以提供各种水平的介电间隔材料。

/铝(Ti / Al)源极和漏极触点在相同的蒸发步骤中施加到纳米线的基底和顶部。进行退火以形成TiN,在相邻的GaN中留下氮空位来充当供体,释放电子用于n型传导并给出n-本征-nn-i-nFET结构。

全能栅极由在未掺杂/本征u-GaN区域的一半处蒸发的40nm镍形成。最终的制造步骤包括更多的旋涂PDMS、蚀刻,然后蒸发透明氧化铟锡(ITO)导体,以及蚀刻和显示掩埋的器件栅极和源极接触。

“耗尽型”晶体管的关断电压为-2.2V栅极电位,漏极电压为5V。开/关电流比率为2.9x104,比香港科技大学的GaN HEMT-LED提高2.4倍。并且人们发现,成串的电线比稀疏分布的更亮。研究人员评论说:“旋转涂层紧密排列或使用光刻技术将允许高密度的有序线。”