【器件论文】高压设计与超快开关问题：UWBG 垂直 Ga₂O₃ MOSFET

        由美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究团队在学术会议2025 IEEE Energy Conversion Congress & Exposition Asia (ECCE-Asia)发布了一篇名为High-Voltage-Design and Ultrafast-Switching Issues of an UWBG Vertical Ga₂O₃ MOSFET（高压设计与超快开关问题：UWBG垂直 Ga₂O₃  MOSFET）的文章。

摘要

        除了具有大的击穿场强和良好的电子迁移率之外，大尺寸衬底的可用性、出色的掺杂控制以及能够生长低背景杂质的漂移层是 Ga₂O₃ 的关键技术优势。虽然低热导率是一个挑战，但低正温度系数电阻与先进的封装解决方案相结合，为热管理提供了潜在途径。本文重点讨论了世界上首个基于 β-Ga₂O₃ 的高压（10 - 20 kV）垂直绝缘栅 MOSFET 的设计问题，包括其结构、外延和热学问题。尽管 10 kV 横向 MOSFET 已得到展示，但垂直 MOSFET 在最小化表面相关效应方面具有优势，因为高场强被埋在漂移层中。此外，垂直器件布局紧凑，因为击穿电压可以提高而无需增加横向尺寸。此外，本文还讨论了这种高压超宽禁带器件在极高的电流和电压变化率（分别为 100 A/ns 和 250 V/ns）下的超快开关挑战及潜在解决方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/ECCE-Asia63110.2025.11111809