掺锡β-Ga2O3 MISFET中的深度陷阱工程：在光电子存储和可重构逻辑应用中的研究

《ACS Applied Electronic Materials》：Deep-Level Trap Engineering in Sn-Doped β-Ga2O3 MISFETs for Optoelectronic Memory and Reconfigurable Logic Application

　　

摘要

避免使用传统浮栅电荷存储层的非易失性存储平台正受到越来越多关注，这些平台有望应用于下一代以数据为中心的电子系统。在这项研究中，我们展示了一种基于掺锡的β-氧化镓（β-Ga₂O₃）金属-绝缘体-半导体场效应晶体管（MISFET）的光电存储（OEM）器件。该器件利用β-Ga₂O₃通道中的本征深层陷阱态作为非易失性电荷存储位。β-Ga₂O₃ OEM器件展现出稳定的晶体管工作性能，具有较高的漏电流开/关比（>10⁵）和近乎理想的亚阈值斜率（60 mV/dec）。此外，通过电擦除（EE）和光编程（OP）工艺实现了可编程的阈值电压（V_th）调制，通过施加4 V的EE脉冲和405纳米深蓝光照明，可以获得4.2 V的宽存储窗口。这种由光学和电学方法定义的存储状态具有稳定的存储保持性（>10³秒）和存储耐久性（>10³次循环）。进一步地，我们将OEM器件集成到阻性负载反相器电路中，以演示基于存储状态的逻辑运算。通过调节存储状态，同一电路可以在传统反相器模式和输入无关逻辑模式之间切换。这些结果凸显了β-Ga₂O₃ OEM作为下一代非易失性存储技术的可扩展平台的潜力。

支持信息可用

支持信息可免费获取，链接如下：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.6c01476

• 不同器件之间的开/关比差异（图S1）；在不同EE和OP脉冲宽度下的传输和输出特性（图S2）；不同器件之间的存储窗口差异（图S3）；β-Ga₂O₃ MISFET的存储窗口参数（表S1）；存储状态依赖的VTC参数的详细分析（图S4）；以及基于β-Ga₂O₃ OEM的反相器的VTC参数（表S2）（DOCX）

? 2026 美国化学学会