【国内论文】西安科技大学——电流阻挡层实现具有更高功率优值的改进型 NiO/β-Ga₂O₃ 异质结垂直 MOSFET

        近期，由西安科技大学的研究团队在学术期刊 Engineering Research Express 发布了一篇名为 Current blocking layer enables enhanced NiO/β-Ga₂O₃ heterojunction vertical MOSFET with a higher power figure of merit（电流阻挡层实现具有更高功率优值的改进型 NiO/β-Ga₂O₃ 异质结垂直 MOSFET）的文章。

摘要

        为了解决 β-Ga₂O₃ 材料中 P 型掺杂的难题以及无结 MOSFET 击穿电压低的问题，本研究首次利用 Sentaurus TCAD 软件，研究了一种带有 NiO 电流阻挡层 (CBL) 的垂直增强型异质结 β-Ga₂O₃ 金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (MOSFET)。结果表明，通过调节 CBL 和外延层的厚度和浓度，器件的阈值电压在 2.8 V 到 5.1 V 之间变化，并成功实现了增强型结构。优化后的器件表现出超过 10⁹ 的电流开关比、9.01 mΩ·cm² 的比导通电阻 (R_on,sp)、6061.6 V 的击穿电压以及高达 4.08 GW cm⁻² 的功率优值。这项工作对 NiO/β-Ga₂O₃ 异质结增强型垂直 MOSFET 功率器件的设计以及 β-Ga₂O₃ 异质结功率器件的未来发展具有指导意义。

图 1. 带有电流阻挡层的 NiO/β-Ga₂O₃ 垂直异质结 MOSFET 半单元横截面示意图。

图 2. 线性坐标系下：（a）转移特性曲线（b）输出特性曲线。

DOI：

doi.org/10.1088/2631-8695/ada3ad