【器件论文】通过采用 β-Ga₂O₃ 背栅障壁抑制 p-GaN 栅极 HEMT 的穿通现象并提高击穿电压

        由华南师范大学、广东省科学院、广东工业大学的研究团队在学术期刊 Physica Scripta 发布了一篇名为 Suppressing punch-through and boosting breakdown voltage in p-GaN gate HEMTs by employing a β-Ga₂O₃ back-barrier（通过采用 β-Ga₂O₃ 背栅障壁抑制 p-GaN 栅极 HEMT 的穿通现象并提高击穿电压）的文章。

摘要

        本研究提出了一种集成 β-Ga₂O₃ 背阻挡层的 p 型氮化镓（p-GaN）栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）。β-Ga₂O₃ 的超宽带隙和固有的非极性特性有效缓解了传统 III 族氮化物背阻挡层中强极化带来的性能限制。通过具有相同结构尺寸的系统性 TCAD 模拟证明，所提出的器件大幅抑制了源漏穿通泄漏，实现了 1117 V 的击穿电压，相较于传统铝镓氮（AlGaN）背阻挡层 HEMT 提高了 158 V。此外，击穿电压对沟道厚度表现出明显的非单调依赖性，在最佳厚度 220 nm 时达到最大值 1145 V。通过有效抑制传统设计中观察到的固有穿通导电现象，β-Ga₂O₃ 背阻挡层显著提高了 GaN HEMT 的击穿电压，为器件性能提升提供了一种新策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1088/1402-4896/ae82a0