【国际论文】KAUST研制出首个氧化镓双向开关

        近期，阿卜杜拉国王科技大学KAUST的先进半导体实验室在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为Demonstration of normally OFF beta-gallium oxide monolithic bidirectional switch for AC switching applications（交流开关应用中常闭β-氧化镓单片双向开关的演示）的文章。

摘要

        在本项工作中，报告了 β-氧化镓 (β-Ga₂O₃) 单片双向开关。所制造的开关在增强模式下工作，阈值电压约为 4 V。在 5 V 的漏极电压下获得 1.93 mA/mm 的最大漏电流密度。双向模式下的双向开关具有约 10⁷ 的 ON/OFF 电流比，正向和反向导通电阻分别为 1.11 和 1.09 kΩ·mm。然而，在二极管模式下，器件在正向和反向导通模式下的 ON/OFF 电流比分别为 1.6 × 10⁸ 和 1.4 × 10⁸。所制造的 β-Ga₂O₃ 单片双向开关用于以 1 kHz 的斩波频率斩波 60 Hz 交流信号，表明其在各种转换器中的潜在的应用价值。

图 1. (a) β-Ga₂O₃ 外延示意图。(b) β-Ga₂O₃ 单片双向开关的制造流程。(c) β-Ga₂O₃ 单片双向开关示意图。(d) 制作的 β-Ga₂O₃ 单片双向开关（通道宽度 = 400μm）的SEM图像。

图 2. 单片双向开关的各种工作模式：（a）双向导通模式。(b) 双向阻断模式。(c) 正向传导和反向闭锁模式。(d) 反向传导和正向闭锁模式。

DOI：

doi.org/10.1063/5.0237484