【器件论文】一种具有自偏置积累层的横向超级结Ga₂O₃ MOSFET可实现超低比导通电阻并提升优值系数

        由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A novel lateral superjunction Ga₂O₃ MOSFET with a self-biased accumulation layer for ultra-low specific on-resistance and improved FOM（一种具有自偏置积累层的横向超级结 Ga₂O₃ MOSFET 可实现超低比导通电阻并提升优值系数）的文章。

摘要

        本文提出并通过数值模拟研究了一种高性能增强型（E-mode）横向超结（SJ）β-Ga₂O₃ 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该器件引入了一层自偏置的 p 型氧化镍（NiO）层。该新型器件的漂移区由 n 型 Ga₂O₃、Al₂O₃ 和 p 型 NiO 层共同构成。由于 n 型 Ga₂O₃ 与 p 型 NiO SJ 漂移层之间的补偿效应，器件的电场分布及漂移区的特定导通电阻（R_on,sp）均得到显著优化。此外，该器件中 p 型 NiO 层因自偏置电压（−14.3 V）而在漂移区内形成积累层，进一步降低了器件的特定导通电阻。仿真结果显示，该器件可实现 7000 V 的击穿电压（BV）和 17.73 mΩ· cm² 的 R_on,sp。相比之下，传统结构器件在相同漂移区长度下仅能达到 3500 V 的 BV 和 162.58 mΩ· cm² 的R_on,sp。

新型与传统器件的性能因子（FOM）分别为 2.76 GW cm⁻² 与 75.34 MW/cm²，前者提升高达 3565%。该器件在性能提升的同时，其制造工艺也相对简单，展示了在高性能功率器件领域的广阔应用前景。

原文链接：

https://doi.org/10.1088/1361-6641/adc1fd