【国际论文】新加坡国立大学丨优化fin倾斜角度以提高横向 β-Ga₂O₃ MOSFET 的电气性能

        由新加坡国立大学的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为 Optimization of fin-slanted angles for enhanced electrical performance in lateral β-Ga₂O₃ MOSFETs（优化 fin 倾斜角度以提高横向 β-Ga₂O₃ MOSFET 的电气性能）的文章。该篇文章被选为编辑推荐文章。

        龚萧博士现担任新加坡国立大学电子与计算机工程系副教授。曾于新加坡国立大学获得博士学位，并于 2014 年在麻省理工学院(MIT)担任访问学者。研究兴趣包括用于内存计算的先进晶体管和新兴存储器、单片3D集成、光电子集成电路及其在量子技术中的应用，以及超高频和超宽禁带器件技术。在国际期刊和会议上发表了 330 多篇论文，其中包括在 IEDM 和 VLSI Symposium 上发表的 80 多篇论文，担任 IEEE Electron Device Letters 的编辑。

        本研究通过实验和 Sentaurus TCAD 仿真的结合，研究了鳍片倾斜角 (α) 对横向 β-Ga₂O₃ MOSFET 电学性能的影响。具有倾斜鳍片的器件表现出增强型特性，开关比约为 10⁷。α 的增加导致漏源电流 (I_DS) 和外禀跨导 (G_m) 的改善。由于边缘场强集中的缓解，电压阻断性能也随着 α 的增加而显着增强，对于 α 为 15° 且栅漏间距 (L_GD) 为 10 μm 的器件，击穿电压 (V_BR) 提高了 40%。对栅电极边缘鳍片内电场分布的详细仿真分析确定了约 25° 的最佳 α 值，该值可有效缓解电场集中，并有可能增强 MOSFET 的直流性能。这些发现突出了鳍片倾斜角优化在提高横向 β-Ga₂O₃ MOSFET 性能方面的关键作用，使其成为下一代电力电子器件的有希望的候选者。

图 1. (a) 采用slanted-fin结构制造的 β-Ga₂O₃ MOSFET 的三维示意图。(b) fin 结构的侧视图，沿 FF’线拍摄，面向漏极一侧。每个 fin 都由靠近源极的初始直线部分组成，其余部分以确定的角度向两侧倾斜，用 α 表示。(c) fin 结构的俯视 SEM 图像和经过 fin 蚀刻步骤后具有 slanted-fin 结构的沟道区域的放大图像，显示了 fin 的尺寸。

图 2. (a) 具有不同 α 角的侧向slanted fin β-Ga₂O₃ MOSFET 的半对数刻度传递特性。插图显示了 20° slanted fin器件的滞后。(b) 制作的 β-Ga₂O₃ MOSFET 的 G_m vs V_G 特性。(c) 制作的具有 20° 斜角的 β-Ga₂O₃ MOSFET 的输出特性。(d) 制作的器件在不同斜角下的 SS。

DOI：

doi.org/10.1063/5.0237715