【器件论文】基于 ALD 法沉积的 Ga₂O₃ 栅极介电层的超高 BFOM GaN p 沟道 MOSFET

        由美国莱斯大学的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为 High-BFOM GaN p-channel MOSFETs enabled by ALD Ga₂O₃ gate dielectric（基于 ALD 法沉积的 Ga₂O₃ 栅极介电层的超高 BFOM GaN p 沟道 MOSFET）的文章。

摘要

        该团队报道了采用原子层沉积（ALD）Ga₂O₃ 作为高 k 栅极电介质的高性能 GaN p 沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。该器件实现了高达 0.43 MW/cm² 的巴里加优值，击穿电压超过 200 V。在电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性中均观察到极小的滞后（<100 mV），表明 Ga₂O₃/p-GaN 界面质量高，界面陷阱电荷密度低。材料表征证实了形成了致密且均匀的 Ga₂O₃ 电介质，且界面完整性极佳。该器件展现出明确的传输和输出特性，具有清晰的夹断特性和稳定的截止态漏电流。击穿后分析和 TCAD 模拟揭示，栅极边缘的电场拥挤是导致器件失效的主要原因。这些结果证实，ALD Ga₂O₃ 是一种有前景的高压 GaN 互补功率电子器件的栅极电介质。