Charge trapping, especially electron trapping phenomena in GaN/AlGaN/Gd2O3/NiAu metal-oxide-semiconductor structure have been investigated. Owing to crystallization of Gd2O3 film after annealing at 900°C in ambient air for 30 s, a significant memory window of 1.6 V is observed under 5 V@100 ms programming pulse compared with that of as-deposited sample. The fabricated structure exhibits no erase phenomena under large negative bias of −20 V. Only time dependent natural charge loss is occurred. Even so, 0.9 V of memory window is still remained after 21 h of retention. Good endurance of 103cycles with 2.0 V memory window is also obtained.

1.
M. A.
Khan
,
J. N.
Kuznia
,
D. T.
Olson
,
W. J.
Schaff
,
J. W.
Burm
, and
M. S.
Shur
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
1121
(
1994
).
2.
S. J.
Pearton
,
C.
Zolper
,
R. J.
Shul
, and
F.
Ren
,
J. Appl. Phys.
86
,
1
(
1999
).
3.
S. N.
Mohammad
and
H.
Morkoç
,
Prog. Quantum Electron.
20
,
361
(
1996
).
4.
R. M.
Lin
,
M. J.
Lai
,
L. B.
Chang
, and
C. H.
Huang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
181108
(
2010
).
5.
M. A.
Khan
,
X.
Hu
,
A.
Tarakji
,
G.
Simin
,
J.
Yang
,
R.
Gaska
, and
M. S.
Shur
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
1339
(
2000
).
6.
S. C.
Hung
,
Y. L.
Wang
,
B.
Hicks
,
S. J.
Pearton
,
D. M.
Dennis
,
F.
Ren
,
J. W.
Johnson
,
P.
Rajagopal
,
J. C.
Roberts
,
E. L.
Piner
,
K. J.
Linthicum
, and
G. C.
Chi
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
193903
(
2008
).
7.
S.
Tiwari
,
F.
Rana
,
H.
Hanafi
,
A.
Hartstein
,
E. F.
Crabbe
, and
K.
Chan
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
1377
(
1996
).
8.
S.
Maikap
,
T. Y.
Wang
,
P. J.
Tzeng
,
C. H.
Lin
,
L. S.
Lee
,
J. R.
Yang
, and
M. J.
Tsai
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
253108
(
2007
).
9.
Y. S.
Kang
,
Q.
Fan
,
B.
Xiao
,
Y. I.
Alivov
,
J.
Xie
,
N.
Onojima
,
S. J.
Cho
,
Y. T.
Moon
,
H.
Lee
,
D.
Johnstone
,
H.
Morkoc
, and
Y. S.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
123508
(
2006
).
10.
L. Z.
Hao
,
J.
Zhu
,
W. B.
Luo
,
H. Z.
Zeng
,
Y. R.
Li
, and
Y.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
032103
(
2010
).
11.
Z.
Wang
,
Y. F.
Chen
,
C.
Chen
,
X.
Hao
,
X. Z.
Liu
,
W. L.
Zhang
, and
Y. R.
Li
,
Semicond. Sci. Technol.
26
,
025010
(
2011
).
12.
M.
Bawedin
,
M. J.
Uren
, and
F.
Udrea
,
Solid-State Electron.
54
,
616
(
2010
).
13.
F.
Hasegawa
,
H.
Kambayashi
,
J.
Li
,
N.
Ikeda
,
T.
Nomura
,
S.
Kato
, and
S.
Yoshida
,
Phys. Status Solidi C
6
,
S940
(
2009
).
14.
B.
Lee
,
C.
Kirkpatrick
,
X.
Yang
,
S.
Jayanti
,
R.
Suri
,
J.
Roberts
, and
V.
Misra
,
Proceedings of the IEEE International Electron Device Meeting
(IEDM, San Francisco, 2010), 20.6.1.
15.
J.
Robertson
and
L.
Lin
,
Proceedings of the IEEE International Electron Device Meeting
(IEDM, Baltimore, 2009), 6.1.1.
16.
M.
Hong
,
J. R.
Kwo
,
P. C.
Tsai
,
Y.
Chang
,
M. L.
Huang
,
C. P.
Chen
, and
T. D.
Lin
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
46
,
3167
(
2007
).
17.
A.
Laha
,
H. J.
Osteen
, and
A.
Fissel
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
113508
(
2007
).
18.
L. B.
Chang
,
H. H.
Ko
,
M. J.
Jeng
,
Y. L.
Lee
, and
C. S.
Lai
,
J. Electrochem. Soc.
154
,
J150
(
2007
).
19.
H. C.
Chiu
,
C. H.
Lin
,
C. K.
Lin
, and
L. B.
Chang
,
J. Electrochem. Soc.
155
,
H955
(
2008
).
20.
J. C.
Wang
,
C. T.
Lin
,
C. S.
Lai
, and
J. L.
Hsu
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
023513
(
2010
).
21.
Y. C.
Chang
,
H. C.
Chiu
,
Y. J.
Lee
,
M. L.
Huang
,
K. Y.
Lee
,
M.
Hong
,
Y. N.
Chiu
,
J.
Kwo
, and
Y. H.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
232904
(
2007
).
22.
X.
Qu
,
H. K.
Yang
,
B. K.
Moon
,
B. C.
Choi
,
J. H.
Jeong
, and
K. H.
Kim
,
J. Phys. Chem. C
114
,
19891
(
2010
).
23.
P. D.
Ye
,
B.
Yang
,
K. K.
Ng
,
J.
Bude
,
G. D.
Wilk
,
S.
Halder
, and
J. C. M.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
063501
(
2005
).
24.
A.
Das
,
S.
Maikap
,
W. C.
Li
,
L. B.
Chang
, and
J. R.
Yang
,
Jpn. J. Appl. Phys.
48
,
05DF02
(
2009
).
25.
C.
Liu
,
E. F.
Chor
, and
L. S.
Tan
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
173504
(
2006
).
26.
C. Y.
Zhu
,
L. F.
Feng
,
C. D.
Wang
,
H. X.
Cong
,
G. Y.
Zhang
,
Z. J.
Yang
, and
Z. Z.
Chen
,
Solid-State Electron.
53
,
324
(
2009
).
27.
E.
Arslan
,
Y.
Safak
,
S.
Altındal
,
O.
Kelekçi
, and
E.
Ozbay
,
J. Non-Cryst. Solids
356
,
1006
(
2010
).
28.
M. J.
Wang
,
B.
Shen
,
Y.
Wang
,
S.
Huang
,
F. J.
Xu
,
J.
Xu
,
Z. X.
Qin
,
Z. J.
Yang
, and
G. Y.
Zhang
,
Phys. Lett. A
371
,
249
(
2007
).
29.
Y. C.
Kong
,
F. S.
Xue
,
J. J.
Zhou
,
L.
Li
,
C.
Chen
, and
Y. R.
Li
,
Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process.
95
,
703
(
2009
).
30.
J.
Robertson
and
B.
Falabretti
,
J. Appl. Phys.
100
,
014111
(
2006
).
You do not currently have access to this content.