【器件论文】具有 NiO 异质结和叉指栅柱调制的抗单粒子 Ga₂O₃ MOSFET

        由重庆邮电大学、华润微电子(重庆)有限公司的研究团队在学术期刊电子与信息学报发布了一篇名为 Radiation-Hardened Ga₂O₃ MOSFET Design Featuring NiO Heterojunction and Comb-Shaped Gate Modulation（具有 NiO 异质结和叉指栅柱调制的抗单粒子 Ga₂O₃ MOSFET）的文章。

摘要

        该文提出一种具备抗单粒子烧毁 (SEB) 能力的复合叉指栅柱结构氧化镓金属氧化物半导体场效应晶体管 (CSG-MOSFET)。该器件在 N 型 Ga₂O₃ 沟道层上方引入 P 型 NiO 层，并通过叉指栅柱将其与延伸栅场板实现电气连接。基于 P-NiO/N-Ga₂O₃ 异质结的电荷补偿效应，该结构显著优化了沟道内的电场分布。同时，叉指栅柱作为关键的电场调制单元，与延伸场板协同作用，不仅有效抑制了传统器件 (C-MOSFET) 中栅极场板边缘的电场拥挤效应，更将易诱发单粒子雪崩击穿的峰值电场区域从脆弱的栅极边缘主动转移至最外侧栅柱边缘。TCAD 仿真结果表明，在重离子辐照下，所提 CSG-MOSFET 将其 SEB 阈值电压 (V_SEB) 从传统器件的 240 V 大幅提升至 2280 V，充分证实了该复合结构在提升 Ga₂O₃ 功率器件抗辐射性能方面的优势。

原文链接：

https://doi.org/10.11999/JEIT260396