行业 | 沙特国王科技大学成功制备出全球首款纯AlN基MOSFET晶体管

原文标题

Demonstration of aluminum nitride metal oxide semiconductor field effect transistor on sapphire substrate

原文作者

Dhanu Chettri, Ganesh Mainali, Haicheng Cao, Juan Huerta Salcedo, Mingtao Nong, Mritunjay Kumar, Saravanan Yuvaraja, Xiao Tang, Xiaohang Li

Advanced Semiconductor Laboratory, Electrical and Computer Engineering Program, CEMSE Division, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Thuwal 23955-6900, Saudi Arabia,

CheHao Liao

Department of Electronic Engineering, National Yunlin University of Science and Technology, Douliou, Yunlin 64002, ROC (Taiwan)

原文链接

https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad8759， Journal of Physics D: Applied Physics，58 (2025) 035104 (11pp)

项目资助方

KAUST Baseline Fund: BAS/1/1664-01-01, KAUST Nearterm Grand Challenge Fund: REI/1/4999-01-01, KAUST Impact Acceleration Fund: REI/1/5124-01-01

摘要

氮化铝（AlN）是一种超宽带隙且极具前途的半导体材料，由于其高击穿电压、迁移率和热导率，它在电力电子和光电子应用方面具有显著优势。AlN基肖特基势垒二极管（SBD）和金属半导体场效应晶体管（MOSFET）已显示出巨大潜力，但受到高关态漏电流和实现欧姆接触的复杂结构等问题的限制。为了解决这些挑战，我们制备并表征了一种带有凹槽栅结构的AlN基MOSFET。源和漏接触是在n型掺杂的外延AlN上使用基于Ti的接触制备的，金属堆叠为Ti/Al/Ti/Au。为了评估这些接触的性能，采用了圆形传输线模型（CTLM），并将接触在不同温度下从750°C到950°C在氮气环境中退火。我们的结果揭示了未退火的基于Ti的AlN接触没有电流传导。然而，在950°C下退火30秒，这些接触显著降低了特定接触电阻至0.148 Ω·cm²，与在750°C下退火的样品相比降低了约80%。利用这些优化的接触条件，我们制备了据我们所知的首款AlN基MOSFET。制备的AlN基MOSFET展现了-10.91 V的阈值电压，2.95 cm² V⁻¹ s⁻¹的有效迁移率，跨越两个数量级的开关电流比，以及在空气中大约250 V的反向击穿电压，而无需场板。

在后硅时代，高功率、高频电力电子学和光电子学领域正在进行一场显著的变革。这一转变主要是由于采用了具有更宽带隙的宽禁带（WBG）和超宽带隙（UWBG）半导体材料，如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化镓（Ga₂O₃）和金刚石。AlN是一种有前途的超宽带隙半导体材料（带隙E_g = 6.2 eV），具有约15.4 MV cm⁻¹的高临界电场和高的约翰逊优值。AlN较高的击穿电压、迁移率和热导率使其在功率电子应用方面比其他超宽带隙半导体具有优势。此外，AlN的直接和大带隙增强了其在光电子应用中的实用性，如深紫外二极管和激光器。AlN也是极端环境电子器件一个有前途的候选材料，因为它在辐射丰富环境中具有耐受性。因此，AlN非常适合下一代电子器件，特别是在高功率和极端环境应用中。

AlN器件，特别是肖特基势垒二极管（SBD），已经得到了广泛的报道，并取得了有前景的结果。Irokawa等人首次在单晶AlN衬底上展示了AlN基SBD。然而，它们的表现受到了大理想因子和高关态漏电流的阻碍。随后由各个团队进行了改进，Fu等人实现了抑制漏电流和超过1 kV的阻断能力，Herath Mudiyanselage等人进一步将其提高到超过3 kV。此外，Quinones等人报告了具有1.5理想因子的近理想SBD性能。

与此同时，AlN金属半导体场效应晶体管（MESFET）已经实现。Okumura等人报告了第一个Si离子注入的AlN基MESFET。同时，Hiroki等人通过利用组分渐变AlGaN层在n型掺杂的AlN中增强了欧姆接触，从而在AlN基MESFET中实现了改进的接触性能。然而，这样的结构由于组分渐变AlGaN外延层引入了复杂性。此外，尽管晶体管沟道仍然是AlN，但在AlGaN上放置接触相对于纯AlN降低了临界电场。因此，在反向偏置条件下，靠近接触的AlGaN区域中的电场在AlN沟道之前达到雪崩击穿的临界电场，使AlGaN成为整体击穿电压的限制因素。

直接在n-AlN上实现欧姆接触仍然具有挑战性，特别是AlN中Si掺杂剂的激活能量超过250 meV。这种高激活能量，加上施主的自补偿，导致载流子浓度降低和非欧姆金属接触。然而，相对较少的研究专门关注优化AlN的欧姆接触，大多数接触主要关注AlGaN体系。

与此同时，除了AlN基SBD和MESFET之外，AlN基MOSFET标志着基于AlN电力电子发展的关键进步。MOSFET以其高输入阻抗和低功耗散的固有特性，使它们成为异常高效的开关。MOSFET的较低栅极漏电流，归因于栅极介质的存在，再加上设计和在各种阈值电压下操作的灵活性，使MOSFET在广泛的应用中非常受欢迎。据我们所知，尚未有纯AlN基MOSFET的报道。因此，在此研究中，我们首次报告了使用Al₂O₃作为栅极介质的凹槽栅AlN基MOSFET。制备的器件的源和漏区域由直接在AlN上形成的基于Ti的接触组成，没有使用组分渐变层。通过在不同温度下退火来优化接触。我们研究了基于Ti的金属方案，并评估了退火温度对n-AlN的影响。随后，使用优化的接触条件来展示AlN基MOSFET的性能。

结果与讨论

1. AlN接触分析

AlN薄膜的生长是使用日本Taiyo Nippon Sanso公司的卧式流动金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统进行的。AlN薄膜生长在金属极性的AlN模板上，该模板由最初溅射并在高温下退火的AlN组成，随后在蓝宝石衬底上使用MOCVD进行额外的AlN再生长。关于AlN生长条件和器件制备过程的更多细节可以在下面的工艺方法章节找到。图1(a)显示了生长的AlN结构示意图，而图1(b)显示了薄膜的XRD图像，显示出单一晶态薄膜，其半高宽（FWHM）分别为002和102平面的81.36 arcsec和240.84 arcsec。图1(c)显示了原子力显微镜（AFM）表面形貌图像，如所示，获得了原子级平滑的薄膜，其根均方（RMS）粗糙度为0.39 nm。

图1. (a) AlN外延结构示意图，(b) AlN外延XRD图像，以及 (c) 原生AlN薄膜AFM图像。

理想的欧姆接触应该具有低接触电阻、优异的热阻和平滑表面形貌。此外，边缘的锐利度对于短沟道器件至关重要。已知Ti在退火后能从AlGaN中提取氮，从而降低欧姆接触中的势垒高度。因此，由Ti（20 nm）、Al（100 nm）、Ti（70 nm）和Au（150 nm）组成的基于Ti的金属堆叠被溅射沉积到AlN上，以形成圆形传输线模型（CTLM）图案。CTLM设计由内径为300 μm的圆形几何形状组成，接触间距从3到38 μm不等。然后，这些接触在氮气氛围中从750°C至950°C，每步50°C，各退火30秒，如图2所示。

 图2. CTLM 制备和热处理条件

使用扫描电子显微镜（SEM）测量接触的间距。图3(a)-(g)显示了沉积的Ti/Al/Ti/Au接触及其在不同温度下退火后的演变SEM图像。图3(a)描绘了退火前的沉积接触，其特征是均匀的颗粒状纹理。图3(b)放大了区域，揭示了表面上细小且均匀分布的颗粒。沉积的金属接触在750°C时开始出现晶粒合并现象。

随着退火温度上升到950°C，发生了显著的变化；颗粒合并、生长，并形成了一个错综复杂的相互连接的晶粒网络，其中晶粒是连续的。这与高铝含量（70%）的AlGaN上的钒基接触形成鲜明对比，在800°C以上的温度下，钒势垒产生不连续的金属斑点。补充文件中的AFM图像和SEM结果图（S3）提供了退火前后接触的拓扑变化的详细说明。随着退火温度的升高，RMS粗糙度从沉积接触的约7 nm增加到900°C时的约160 nm，并在950°C时略微降低到约140 nm，如图3(h)所示。

 图3. 在不同条件下退火样品的SEM图像；(a) 沉积后，(b) 放大沉积后的样品，(c) 750°C，(d) 800°C，(e) 850°C，(f) 900°C，(g) 950°C，(h) RMS粗糙度与退火温度的关系。

未退火的基于Ti的AlN接触不显示电流流动。图4(a)显示了间距为13 μm、在不同温度下各退火30秒的CTLM垫的IV特性。IV特性显示在所有退火条件下均为非线性欧姆接触，表明n-AlN和金属接触之间存在势垒。这种非线性特性通常在超过80%的高铝含量AlGaN中观察到，因此，对于CTLM分析，从IV特性的线性区域提取电阻值，跨越10V至20V。图4(b)说明了电阻对CTLM垫间距d的依赖性，从中确定了特定接触电阻（ρ_c）和总接触电阻（R_C）。图4(c)和(d)分别说明了退火温度对片电阻、特定接触电阻和接触电阻的影响。随着退火温度的升高，观察到接触电阻和特定接触电阻逐渐降低。最低值——接触电阻为7.5 kΩ（14.26 kΩ·mm归一化接触电阻）和特定接触电阻为0.148 Ω·cm²，以及片阻为16.5 MΩ/□ —— 在950°C时达到。相反，750°C退火的样品显示出最高值，特定接触电阻为0.74 Ω·cm²，大约是950°C退火样品的五倍。随着退火温度的升高，TiN厚度的形成增加可能有助于改善这些电气特性。尽管随着退火温度的升高观察到特定接触电阻的降低趋势，但在900°C时接触电阻意外增加。

图 4. (a) 13 μm间距结构的 CTLM 的电流-电压特性。(b) 电阻与接触间距的关系。(c) 片电阻与退火温度的关系。(d) 接触电阻和比接触电阻与退火温度的关系。

图 5. (a) 提出的非线性接触在AlN上的模型示意图，(b) 不同温度退火样品的实验数据以及相应模型拟合的 V-I 特性曲线，(c) 在不同温度下退火的样品的 R-V 曲线。

为了理解AlN接触的导电机制，实施了如图5(a)所示的电路模型。图4(a)中观察到的非线性IV特性可以归因于背对背二极管并联连接的配置，并伴有串联电阻R_C ，它解释了接触电阻和两个接触之间的AlN材料内在电阻R_AlN。当在两个接触C₁和C₂之间施加电压V_i时，对应于第一和第三象限中的电流流动的情景就会出现。案例1：当接触C₁相对于C₂（接地）为正时，二极管D₁正向偏置，D₂反向偏置；同样，D₄正向偏置，而D₃反向偏置。对于案例2：当接触C₁接地，C₂为正时，二极管D₁变为反向偏置，D₂正向偏置；同样，D₄反向偏置，D₃正向偏置。对于施加的电压V_i，控制方程可以表示为方程（1）：

其中 I 是电路中的电流，R_C 是接触电阻，R_AlN 是材料电阻，n 是理想因子；q 是电子的电荷，T 是绝对温度，I_o 是饱和电流。方程（1）可以简化如方程（2）所示：

这个方程被拟合到实验CTLM数据中，接触间距为13 μm，如图5(b)所示。图5(c)显示了在对数-对数尺度上绘制的样品退火30秒的电阻-电压(R-V)曲线。该图被划分为三个区域，以便于理解导电机制。区域I（低输入电压，二极管关闭）：在低输入电压下，二极管D₁、D₂、D₃和D₄关闭，限制电流流动主要为二极管限制路径。然而，仍然有小电流通过缺陷辅助路径流动，主要是由于Frenkel–Poole（FP）发射。因此，在区域I的总电阻包括2·R_PF、2·R_C和R_AlN，其中R_PF（FP发射路径中的电阻）是主要贡献者。因此，在图5(c)中，区域I表现出最高的电阻，因为电流流动主要受这种缺陷辅助隧道机制的限制。

区域II（中等输入电压，二极管开始导电）：随着输入电压的增加，二极管开始导电，导致电阻降低，如图5(c)所示。这个区域的总电阻包括R_AlN、2R_C和R_D，其中R_D代表二极管开始导电时的动态电阻。

区域III（高输入电压，二极管完全导通）：在更高的电压下，二极管完全导通，使得R_D可以忽略不计。因此，总电阻主要由接触电阻R_C和导电路径的电阻R_AlN决定。与理想二极管在该区域电流呈指数增长不同，电流受到R_C和R_AlN的组合限制。因此，在区域III，电阻变得恒定且与输入电压无关，因为R_C和R_AlN是恒定的。

在750°C退火的样品在区域I表现出最高的电阻。随着退火温度的升高，区域I的总电阻通常降低。值得注意的是，在900°C退火的样品在该区域表现出最低的电阻。鉴于区域I主要由缺陷辅助FP发射主导，900°C退火的样品表现出最低电阻的观察结果表明，该样品中缺陷路径的普遍性增加。在图3(h)中，900°C退火样品的接触粗糙度（RMS）呈现出了类似的趋势。需要进一步的研究来阐明900°C退火样品观察到的差异背后的物理机制。在950°C退火的样品，表现出最低的特定接触电阻，也展示了区域III中最低的总电阻。在这个区域，总电阻是R_C和R_AlN的和。鉴于R_AlN与退火温度无关，950°C退火样品的显著低R_C有助于区域III中最低的电阻，如图5(c)所示。

2. AlN基MOSFET

尽管在不同条件下退火的接触显示出非线性行为，但在950°C退火的样品显示出相对较低的接触电阻，为14.26 kΩ·mm。因此，使用优化的接触退火条件，制备了凹槽栅AlN基MOSFET。AlN基MOSFET的制备流程如图6所示。器件由源到漏的距离（L_sd）为30 μm，栅到漏的距离（L_gd）为5μm，栅长（L_g）为20 μm，以及沟道宽度（W）为400 μm和凹槽宽度为10 μm组成。关于AlN基MOSFET制备过程的更多细节可以在下面的方法章节中找到。

图6. AlN基MOSFET制备流程

图 7. 制备的AlN基MOSFET 横截面示意图和HAABF成像，突出显示了AlN/ Al₂O₃界面

图 8. (a) AlN基MOSFET显微图像，(b) AlN基MOSFET转移特性。(c) AlN基MOSFET栅极漏电流。(d) AlN基MOSFET输出特性。(e) 阈值电压、亚阈值斜率、I_on/I_off 电流比和迁移率在晶圆上的分布变化。(f) AlN基MOSFET示意图，展示了电路配置，包括集中元件：R_c（接触电阻）、二极管 D₁、D₂、D₃、D₄，以及分别对应门控和非门控区域的电阻 R_G 和 R_UG，(g) -15V 栅极电压下的反向击穿特性。

图7显示了制备的AlN基MOSFET的示意图以及器件横截面的高角环形亮场（HAABF）成像，揭示了Al₂O₃/n-AlN界面。制备的AlN基MOSFET的显微图和转移特性分别如图8(a)和(b)所示。值得注意的是，转移特性揭示了关态漏电流随着漏极电流的增加而增加，这归因于n-AlN薄膜下方的半绝缘层导致体泄漏。图8(c)所示的栅极漏电流很低，这意味着随着漏极偏压电压的增加（图8(b)），关态漏电流的增加不是通过栅极漏电流实现的。高关态漏电流可能是由于AlN缓冲层和AlN模板中的缺陷导致的。包括位错和点缺陷在内的缺陷可能产生一个在更高漏极偏压下变得更加明显的漏电流路径，导致关态漏电流增加。尽管如此，还是获得了两个数量级的导通/关断电流比（I_on/I_off=2.06 × 10²）。

MOSFET中的阈值电压（V_th）受多种材料和设计参数的影响，包括沟道厚度、沟道载流子浓度、栅金属功函数以及栅介质特性，如介电常数和厚度。因此，阈值电压由方程（3）给出：

其中，V_FB 是平带电压，它取决于栅金属和沟道功函数差异以及栅氧化物中的电荷，ϕ_F 是费米势，ε_s 是AlN的介电常数，N_D 是沟道中的施主浓度，C_ox 是单位面积的氧化物电容。

制备的AlN基MOSFET具有-10.91 V的阈值电压，这确立了其可靠开关操作的潜力。因此，制备的AlN基MOSFET显示出耗尽模式特性，主要是由于设计选择倾向于这种配置。亚阈值摆动（SS）测量为7.92 V dec⁻¹，表明在栅极对沟道电流的控制方面有优化的空间。高SS意味着较大的界面陷阱态密度（D_it）为2.23 × 10¹⁴ eV⁻¹ cm⁻²，同时，小的滞后0.2 V意味着较低的界面陷阱密度（N_it）为3.36 × 10¹¹ cm⁻²，详细计算见补充文件。

MOSFET的阈值电压可以通过改变MOSFET的凹槽深度进一步调整，我们的实验结果表明，当沟道凹槽深度为200 nm时，器件从耗尽模式转变为增强模式，增强了器件在不同应用中的多功能性。然而，这种增强模式的配置牺牲了导通电流，从而导致I_on/I_off电流比的降低。关于该器件及同一芯片上制备的其他器件的详细信息见补充材料。

图8(d)显示了制备的AlN基MOSFET的输出特性，图8(e)显示了整个晶圆上的阈值电压、亚阈值斜率、I_on/I_off电流比和迁移率变化。制备的器件的导通电阻（R_ON）为3.65 MΩ·mm。从输出特性中可以观察到源和漏的非线性欧姆接触，类似于Okumura等人报告的AlN MESFET和Baca等人报告的富Al组分的AlGaN HEMT。图8(f)说明了制备的AlN基MOSFET的示意图，突出了沿MOSFET的源和漏路径布置的集中元件，包括二极管和电阻。电路包括接触电阻和二极管，沟道被分为受栅极控制和未受栅极控制的区域，分别由R_G和R_UG表示。因此，导通电阻R_ON是2·R_C + 2·R_UG + R_G的和。从CTLM测量的器件接触电阻为14.26 kΩ·mm，仅占总导通电阻的约0.4%。这表明，大部分导通电阻主要是由于沟道电阻，包括受栅极控制和未受栅极控制的区域。因此，降低沟道电阻可以显著提高AlN基MOSFET的性能。改进措施可能包括提高AlN的导电性和优化源漏尺寸，以及缩小凹槽宽度。图8(g)显示了在-15V栅极偏置下制备的MOSFET的反向击穿特性。漏极电压约为250 V时，器件在空气中被击穿，对于5μm的漏极到栅极距离，超过250 V时，栅极和漏极电流都急剧增加。这对应于约0.5 MV cm⁻¹的击穿电场。相比之下，Okumura等人和Hiroki等人报告的MESFET分别实现了约0.9 MV cm⁻¹和1.0 MV cm⁻¹的更高击穿电场。这些比较强调了未来AlN基MOSFET器件击穿性能进一步提升的潜力。

有效迁移率可以使用方程（4）来计算：

其中L_ch是沟道长度，W是沟道宽度，V_GS是栅极到源极电压。单位面积的氧化物电容C_ox由方程（5）给出：

其中ε₀和ε_r分别是空气的绝对介电常数和Al₂O₃栅介质的相对介电常数。因此，我们器件中确定的有效迁移率为2.95 cm² V⁻¹ s⁻¹，显示出合理的电荷载流子传输特性。

在这项工作中，我们制备并表征了具有凹槽栅结构的AlN基MOSFET，并使用了优化的基于Ti的接触。对n型掺杂AlN上的基于Ti的接触进行了研究，重点关注了退火温度对接触性能的影响，结果显示在所有退火条件下都表现出非线性行为。理论模型与实验数据的结合提供了对接触机制的更深入洞察，特别是解决了电气接触中非线性问题。尽管所有接触都显示出非线性行为，但在950°C下退火30秒的样品展示了最低的特定接触电阻为0.148Ω·cm²。优化有效地降低了接触电阻和特定接触电阻，提高了AlN基MOSFET的性能。制备的AlN基MOSFET具有-10.91V的阈值电压，有效迁移率为2.95 cm² V⁻¹ s⁻¹，I_on/I_off比率为2.06 × 10²，并且在空气中记录了大约250 V的反向击穿电压，这是在没有使用场板的情况下实现的。随着研究的不断进展，预计会有进一步的改进。这些发现突出了在不使用组分渐变AlGaN的情况下实现高质量欧姆接触的持续挑战，以及与体泄漏电流相关的问题。进一步的研究对于解决这些挑战，对提高AlN基器件的性能和可靠性至关重要。

AlN薄膜的生长是使用由日本Taiyo Nippon Sanso公司提供的卧式流动MOCVD系统，在金属极性AlN（>1 μm）/蓝宝石模板上进行的。首先，使用piranha溶液清洗模板5分钟以去除有机污染物。之后，将模板浸入氢氟酸（HF）中，然后在去离子水中冲洗，并用N₂枪干燥后装载到MOCVD室内。使用三甲基铝（TMAl）和氨（NH₃）分别作为铝和氮的前驱体，以H₂作为载气。最初，在1250°C下，V/III比率为372，室内压力为13 kPa的条件下，重新生长了约570 nm的非故意掺杂AlN（u-AlN）。随后，在1100°C下，引入硅烷（SiH₄）气体作为硅施主源，沉积了约250 nm的n型掺杂AlN薄膜，同时保持所有其他沉积参数不变。补充文件中的图S1显示了在405 nm波长下的原位光学监测曲线，以及在生长过程中记录的反射率曲线和生长温度。

通过二次离子质谱表征，n-AlN薄膜中的硅浓度被确定为4.5 × 10¹⁸ cm⁻³。AlN薄膜的晶体质量通过Bruker D2相位仪和D8分别进行了2θ场景和摇摆曲线的表征。此外，使用Bruker Dimension Icon的AFM检查了表面形貌，这提供了对薄膜表面特征的详细洞察。图1(a)显示了生长的AlN结构示意图，而图1(b)显示了显示单晶薄膜的XRD图像。对称（002）和非对称（102）方向的X射线摇摆曲线显示在补充文件（图S2）中。AlN（002）和（102）的X射线衍射摇摆曲线分别展示了81.36 arcsec和240.84 arcsec的FWHM值。这个FWHM被用来估算AlN中的位错密度。使用以下方程（6）和（7）计算了螺旋位错（ρ_s）和刃性位错（ρ_e）的密度。

其中，β(002)和β(102)分别表示(002)和(102)晶面的FWHM值，b_c和b_a分别是沿着c轴和a轴的晶格常数对应的伯格斯矢量的长度。计算得到的ρ_s和ρ_e分别为1.4 × 10⁷ cm⁻³和3.2 × 10⁸ cm⁻³。此外，如所示的AFM表面形貌图像中，也得到了原子级平滑的薄膜，生长的AlN薄膜的RMS粗糙度为0.390 nm，如图1(c)所示。

2.器件制备

MOCVD生长后，AlN样品使用piranha溶液清洗以消除有机污染物，然后浸入缓冲氧化物刻蚀液中去除天然氧化物，再进行器件制备。随后，将由Ti（20 nm）、Al（100 nm）、Ti（70 nm）和Au（150 nm）组成的金属堆叠通过溅射沉积到AlN上，形成CTLM图案。CTLM设计由内半径为300 μm的圆形几何形状组成，接触间距从3到38 μm不等。这些接触然后在氮气环境中从750°C至950°C，每步50°C，各退火30秒，如图2所示。使用SEM测量了接触的间距，然后用于CTLM样品的电气分析。最后，使用优化的接触退火条件，制备了凹槽AlN基MOSFET。

AlN基MOSFET的制备流程如图3所示。首先，使用Cl₂/Ar等离子体的感应耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）技术隔离器件。接着，使用优化的Ti/Al/Ti/Au（20 nm/100 nm/70 nm/150 nm）金属堆叠通过直流磁控溅射沉积源漏金属接触，并在氮气环境中950°C下退火30秒。此外，使用Cl₂/Ar化学气相的ICP-RIE刻蚀了10 μm宽的栅凹槽。该工艺在较低的射频（RF）功率30 W下优化，Cl₂和Ar流量分别设置为15 sccm和5 sccm。这种方法得到了RMS粗糙度为0.507 nm的光滑表面。此外，使用等离子体增强原子层沉积技术沉积了30 nm厚的Al₂O₃栅介质，使用三甲基铝（(CH₃)₃Al）和氧（O₂）等离子体分别作为铝和氧前驱体。随后，使用BCl₃/Ar化学气相的ICP-RIE刻蚀Al₂O₃以图案化栅氧化层。最后，沉积了由Pt/Au层组成的栅极电极，厚度分别为80 nm和110 nm。