【器件论文】基于Ga₂O₃ 的HEMT在高压电力电子领域的应用进展：建模研究

        由阿卜杜勒阿齐兹国王科技城的研究团队在学术期刊 Materials 发布了一篇名为Advances in High-Voltage Power Electronics Using Ga₂O₃-Based HEMT: Modeling（基于 Ga₂O₃ 的HEMT在高压电力电子领域的应用进展：建模研究）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）是一种极具潜力的超宽禁带（UWBG）材料，具有卓越的载流子输运特性和高击穿电压，使其非常适合高压功率器件应用。近年来，Ga₂O₃ 作为面向功率电子学发展的下一代电子器件材料，受到广泛关注。本文研究了 Ga₂O₃ 缓冲层对基于 GaN 的高电子迁移率晶体管（HEMT）的影响，重点分析了输出 I–V 特性及表面电荷效应。此外，本文探讨了一种利用极化诱导二维电子气（2DEG）提升 HEMT 性能的先进方法，作为传统掺杂手段的替代方案。提出了 III-N/Ga₂O₃ 异质结构，兼具独特电学特性和低成本的超宽禁带优势。为评估相关效应，对二维（2D）Ga₂O₃/GaN HEMT 结构进行了模拟，并引入表面电荷模型。结果显示，界面极化诱导偶极导致表面附近形成导电通道，从而实现 2DEG 的形成。模拟还表明，阈值电压呈现负向漂移，这在未采用氧化层或掺杂的情况下通常无法实现。最后，本文分析了基于 AlGaN/Ga₂O₃ 的 HEMT 在未来功率电子器件中的应用潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.3390/ma18204770