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In this study, we investigated the effect of a sulfur passivation (S-passivation) process step on the electrical properties of surface-channel In0.7Ga0.3As quantum-well (QW) metal-oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) with S/D regrowth contacts. We fabricated long-channel In0.7Ga0.3As QW MOSFETs with and without (NH4)2S treatment and then deposited 1/4 nm of Al2O3/HfO2 through atomic layer deposition. The devices with S-passivation exhibited lower values of subthreshold swing (74 mV/decade) and drain-induced barrier lowering (19 mV/V) than the devices without S-passivation. A conductance method was applied, and a low value of interface trap density Dit (2.83×1012 cm-2eV-1) was obtained for the devices with S-passivation. Based on these results, interface traps between InGaAs and high-κ are other defect sources that need to be considered in future studies to improve III-V microsensor sensing platforms.
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J. A. del Alamo / 2017 / CMOS beyond Si : Nanometer-Scale III-V MOSFETs / 2017 IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits Technol. Meet :26~29
H. Tseng / 2019 / InP MOSFETs Exhibiting Record 70 mV/dec Subthreshold Swing / 2019 Device Res. Conf :183~184
C. B. Zota / 2018 / High Performance Quantum Well InGaAs-On-Si MOSFETs With sub-20 nm Gate Length For RF Applications / 2018 IEEE Int. Electron Devices Meet. :39.4.1~39.4.4
M. Yokoyama / 2012 / Sulfur cleaning for (100), (111)A, and (111)B InGaAs surfaces with In content of 0.53 and 0.70 and their Al2O3/InGaAs MOS interface properties / 2012 Int. Conf. on Indium Phosphide and Relat. Mater :167~170
F. Xue / 2012 / Channel Thickness Dependence of InGaAs Quantum-Well Field-Effect Transistors With High-k Gate Dielectrics / IEEE Electron Device Lett 33(9):1255~1257
H. Tseng / 2019 / InP MOSFETs Exhibiting Record 70 mV/dec Subthreshold Swing / 2019 Device Res. Conf :183~184
C. B. Zota / 2018 / High Performance Quantum Well InGaAs-On-Si MOSFETs With sub-20 nm Gate Length For RF Applications / 2018 IEEE Int. Electron Devices Meet. :39.4.1~39.4.4
M. Yokoyama / 2012 / Sulfur cleaning for (100), (111)A, and (111)B InGaAs surfaces with In content of 0.53 and 0.70 and their Al2O3/InGaAs MOS interface properties / 2012 Int. Conf. on Indium Phosphide and Relat. Mater :167~170
F. Xue / 2012 / Channel Thickness Dependence of InGaAs Quantum-Well Field-Effect Transistors With High-k Gate Dielectrics / IEEE Electron Device Lett 33(9):1255~1257
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