面向未来半导体器件的先进测量技术
1.工作重点
- 利用一种称为透射太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术，首次对未来半导体器件–β-氧化镓(β-Ga2O3)进行了研究。
- 对β-Ga2O3在THz频率下的基本特性的研究结果对该半导体的电力电子应用发展具有重要意义。
- THz-TDS可以作为一种非侵入性的工具来评估电性能，而不是传统的电测量，因为传统的电测量会降低半导体的质量。
2.工作概述
β-Ga2O3超宽带隙(UWBG)半导体与目前的商用半导体如碳化硅和氮化镓相比，以其优越的材料特性实现高效的功率转换，可以给电力电子行业带来革命性的变化。为了开发电子应用，必须阐明毫米波和太赫兹波区域的材料特性。大阪大学的中岛诚副教授、Verdad C. Agulto、Valynn Katrine Mag-usara、日本精密株式会社的岩本俊之、日本大学的熊谷善男教授、大阪大学的李志明教授、大阪大学的李志明教授等人组成的研究小组，正在研究如何在毫米波和太赫兹波区域开发电子应用。东京农业大学的Yoshinao Kumagai教授、Hisashi Murakami副教授和Ken Goto助理教授采用了一种名为太赫兹时域光谱（THz-TDS）的非侵入性技术，利用THz波对β-Ga2O3材料进行研究，并证明了该工具在基于β-Ga2O3的器件的实际评价中的可行性。
THz-TDS用于测量材料的介电常数–这是一个基本属性，它描述了材料能够储存多少电能，是与功率器件相关的重要参数。研究人员利用THz-TDS技术测定了β-Ga2O3在THz区域的介电常数。从介电常数中，他们还能够提取出载流子密度和电阻率等电学特性，其精度可与半导体工业中使用的传统侵入式测量方法相媲美。研究人员认为，THz-TDS在半导体表征中的应用将有利于未来功率器件β-Ga2O3材料的快速发展。
相关研究成果发布在应用物理快报上。
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Ga2O3半导体为下一代半导体器件铺平道路。使用太赫兹（THz）波来探测半导体特性将加速未来基于Ga2O3的器件和应用开发。
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