【器件论文】介电常数低介电常数高间隔层材料与场板工程对 β-Ga₂O₃ 基 LDMOSFET 击穿电压的影响

        由印度卡纳塔克邦国立技术学院的研究团队在学术会议 2025 First International Conference on Intelligent Computing and Communication Systems (CICCS)发布了一篇名为Influence of Low-k/High-k Spacer Materials and Field Plate Engineering on the Breakdown Voltage of β-Ga₂O₃-Based LDMOSFETs（介电常数低/介电常数高间隔层材料与场板工程对 β-Ga₂O₃ 基 LDMOSFET 击穿电压的影响）的文章。

摘要

        本文报道了一种基于 β-氧化镓（β-Ga₂O₃）的高性能沟槽栅 LDMOSFET。β-Ga₂O₃ 作为超宽禁带半导体，因其优异的击穿强度和可用的本征衬底而备受关注。所提出的器件设计通过几何结构与材料工程的协同优化，解决了电场集中与电压承受能力的限制问题。通过校准后的 TCAD 仿真，评估了将场板长度从 9 µm 延长至 12 µm，并结合不同间隔介质——低 κ 的 SiO₂ 与高 κ 的 HfO₂——对器件性能的影响。结果显示，击穿电压（BV）显著提升，其中基于 HfO₂ 的器件可达 4425 V，几乎是 SiO₂ 器件性能的两倍。HfO₂ 的高介电常数有助于实现横向和纵向电场的有效重分布，有效缓解漏极附近的电场峰值集中。这一高 κ 介质与场板工程的协同优化，为推进 β-Ga₂O₃ 功率器件向下一代高电压、高效率开关应用提供了可扩展的发展路径。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/CICCS66437.2025.11280239