【器件论文】高热导率 Ga₂O₃ MOSFET 采用金刚石衬底及其仿真分析

        由西北工业大学的研究团队在学术期刊 Journal of Electronic Materials 发布了一篇名为High Thermal Conductive Ga₂O₃ MOSFET with Diamond Substrate and its Simulation Analysis（高热导率 Ga₂O₃ MOSFET 采用金刚石衬底及其仿真分析）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）材料具有 4.9 eV 的超宽带宽和高达 8 MV/cm 的击穿场强，在高功率和低功率器件领域具有广阔的应用前景。然而，由于 β-Ga₂O₃ 的热导率极低，室温下仅为 10 至 27 W/(m K)，基于该材料的器件存在显著的自加热效应。研究团队对 β-Ga₂O₃ MOSFET 器件的横向材料与尺寸进行了研究，以改善自加热效应，并通过器件仿真与数字拟合，对比了硅、碳化硅、氮化铝及金刚石衬底与镓氧化物在自加热效应中的优势，探索了器件栅极长度与栅极漏极间距对器件散热的影响，以及参数优化方案。最后，本文提出了一种高热导率金刚石衬底器件结构，采用栅极长度 l_g = 8 μm、栅极漏极间距 l_gd = 13 μm 及栅极源极间距 l_gs = 7/9 μm。与镓氧化物衬底相比，该器件的峰值温度降低了 65%，为未来氧化镓器件热设计优化提供了理论依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s11664-025-11965-w