【器件论文】基于新型 P-Ga₂O₃/AlN/SiC 衬底的增强型 β-Ga₂O₃ MOSFET 仿真研究

        由燕山大学理学院、重庆邮电大学的研究团队在学术期刊 Micromachines 发布了一篇名为 Simulation Study of Enhancement-Mode β-Ga₂O₃ MOSFETs on a Novel P-Ga₂O₃/AlN/SiC Substrate（基于新型  P-Ga₂O₃/AlN/SiC 衬底的增强型 β-Ga₂O₃ MOSFET 仿真研究）的文章。

摘要

        本研究工作阐述了在高导热性氮化铝/碳化硅（AlN/SiC）复合衬底上集成 P 型氧化镓缓冲层的 β-Ga₂O₃ 金属氧化物半导体场效应晶体管（β-Ga₂O₃ MOSFET）的设计方案。采用 Sentaurus TCAD 软件对该器件的电学特性进行了模拟分析。研究结果显示，复合衬底的引入有效缓解了自热效应，在 300 K 条件下，器件峰值温度（T_max）由 776.5 K 显著降低至 570.9 K，同时阈值电压（V_th）从 -0.35 V 提升至 1.52 V。通过系统优化 P 型氧化镓缓冲层的厚度及掺杂浓度参数，该器件实现了 4781 V 的击穿电压（V_br）、2.18 GW/cm² 的功率优值（PFOM）、9.20×10⁹ 的开关电流比（I_DS, on/off ratio），以及 1.29 GHz 和 1.40 GHz 的截止频率/最大振荡频率（f_t/f_max）。上述研究成果为开发兼具高击穿电压、优异热导率及低比导通电阻（R_on,sp）特性的 β-Ga₂O₃ 基功率器件奠定了理论基础。

原文链接：

https://www.mdpi.com/2072-666X/17/5/595