【器件论文】基于 β-Ga₂O₃ 的背栅工程化 III 族氮化物 HEMT 在高功率电子学中的研究

        由印度 B V Raju 理工学院的研究团队在学术会议 2026 International Conference on Next Generation Electronics (NELEX) 发布了一篇名为Investigation of Back-Barrier Engineered III-Nitride HEMT on β-Ga₂O₃ for High-Power Electronic（基于 β-Ga₂O₃ 的背栅工程化 III 族氮化物HEMT在高功率电子学中的研究）的文章。

摘要

        本文针对高电子迁移率晶体管（HEMT），提出了一种基于 β-氧化镓（β-Ga₂O₃）衬底并采用 Al₀.₁Ga₀.₉N 背栅结构的建模与仿真方法，旨在改善传统 AlGaN/GaN 器件的载流子局域化并降低漏电流。通过使用 Silvaco 软件进行仿真，对所提出的 III 族氮化物/β-Ga₂O₃ 异质结构进行了研究。与理论模型仿真相比，本研究考虑了极化效应、迁移率的场依赖性以及复合机制等多种物理模型。AlGaN 势垒的存在导致在 AlGaN/GaN 界面处形成高密度的二维电子气（2DEG），而引入的 Al₀.₁Ga₀.₉N 形成的背势垒进一步产生了导带偏移，这有助于有效抑制电子向衬底的溢出。此外，超宽禁带衬底提供了更好的电场处理能力，有助于提高击穿能力。如仿真结果所示，与没有背障的传统结构相比，所提出的器件具有显著更低的漏电流和更高的击穿电压。尽管由于载流子局域化增强导致漏极电流略有下降，但器件的整体性能（如漏电流抑制、电场分布和可靠性）得到了显著提升。这些结果表明，所提出的结构是下一代大功率和高射频电子应用的理想候选方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/NELeX69209.2026.11590670