【国内论文】采用金刚石栅结构的 β-Ga₂O₃ 垂直 FinFET 的热管理和开关性能

        近期，由西安电子科技大学的研究团队在学术期刊Semiconductor Science and Technology发布了一篇名为Thermal management and switching performance of β-Ga₂O₃ vertical FinFET with diamond-gate structure（采用金刚石栅结构的 β-Ga₂O₃ 垂直 FinFET 的热管理和开关性能）的文章。

摘要

        本文通过Silvaco-ATLAS仿真研究了具有金刚石栅极结构的β相氧化镓（β-Ga₂O₃）垂直FinFET。由于金刚石-SiO₂-Ga₂O₃异质结构，金刚石栅极结构实现了可调节的pin（p-绝缘体-n）结。这种设计还利用金刚石的高热导率增强了散热能力。与传统FinFET相比，金刚石栅极FinFET（DG-FinFET）将静态工作温度上升减少了约17.30%。此外，由于其更高的散热能力，DG-FinFET在1 kA/cm²电流密度水平下的电流密度提高了 5.84% 。金刚石栅极的结构变化还显著降低了栅源电容（C_GS）。在1 MHz工作频率和相同栅极电压下，DG-FinFET的栅源电荷（Q_GS）减少了69.29%，充放电延迟时间减少了70.80%，开关损耗减少了73.70%，导通损耗减少了57.15%。总体而言，本研究中提出的仿真和分析表明，DG-FinFET结构在高功率和快速开关应用中具有很大的前景。

DOI：https://doi.org/10.1088/1361-6641/ad4abf