【器件论文】以 κ-Ga₂O₃ 作为栅极氧化物的 E-mode p 沟道 GaN/AlGaN HFET

        由南京邮电大学的研究团队在学术期刊 Optical and Quantum Electronics 发布了一篇名为E-mode p-channel GaN/AlGaN HFETs with κ-Ga₂O₃ as gate oxide（以 κ-Ga₂O₃ 作为栅极氧化物的E-mode p沟道 GaN/AlGaN HFET）的文章。

摘要

        在该实验中，引入了 κ-Ga₂O₃ 作为栅介质，以实现 E-mode GaN p 沟道异质结构场效应晶体管（p-HFET）。由于 κ-Ga₂O₃ 较强的自发极化特性，在 κ-Ga₂O₃/GaN 界面处可诱导出高达 1.51 × 10¹⁴ cm^− 2 的二维电子气（2DEG）。基于器件模拟结果，阈值电压（V_TH）可达到 -2.42 V 的高值，并且即使将 GaN 沟道厚度（t_ch）增加到 50 nm 仍保持负值。通过将基极和栅极互连形成双栅（DG）结构，可以实现对 2DEG 和 2DHG 的控制。结果表明，具有 DG 结构的 p-HFET 不仅在保持 E-mode 操作的同时，使导通电流（I_ON）提高了三倍，达到 24.87 mA/mm，V_TH 为 -1.25 V，而且降低了正向偏置下的栅极漏电流。此外，使用 κ-Ga₂O₃ 作为栅极电介质，使栅极击穿电压提高到 -35.8 V。所提出的 DG p-HFET 代表了一种实现高性能增强模式 p 沟道 GaN 器件的有前景的方法。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s11082-025-08214-z