【器件论文】采用创新性 Al₂O₃/NiO/Ga₂O₃ 结构的 Ga₂O₃ 垂直 MOSFET 增强模式设计

        由重庆理工大学的研究团队在学术会议2025 International Conference on Advanced Semiconductor Devices and Integration Technology (ASDIT)发布了一篇名为Design of an Enhanced Mode of Ga₂O₃ Vertical MOSFET with Innovative Al₂O₃/NiO/Ga₂O₃ Structure（采用创新性 Al₂O₃/NiO/Ga₂O₃ 结构的 Ga₂O₃垂直 MOSFET 增强模式设计）的文章。

摘要

        本研究针对具有 Al₂O₃/NiO/Ga₂O₃ 栅极堆叠结构的 Ga₂O₃ 垂直 MOSFET 展开分析。结果表明，NiO 层在与 Ga₂O₃ 界面处形成 1.5 eV 的势垒高度，从而提升器件性能并优化工作特性。此外，本研究系统分析了漏源诱导势垒降低（DIBL）效应对于器件特性的影响。研究确定了在高压工作条件下维持增强性能的关键设计参数：台面宽度(WM)设定为 0.1 μm，台面高度(TM)设定为 2.0 μm。随后基于 WM=0.1 μm 和 TM=2.0 μm 的参数，系统分析了漂移层厚度、击穿电压与单位导通电阻之间的关联性。当漂移层厚度设定为 16 μm 时，性能指标达到峰值 7.75 GW/cm²，对应击穿电压为 4.8 kV，导通电阻为 3.07 mΩ·cm²。本研究为优化 Ga₂O₃ 垂直 MOSFET 以实现增强模式工作提供了依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/ASDIT66826.2025.11290918