人工晶体学报

作者：郁鑫鑫, 沈睿, 于含, 张钊, 赛青林, 陈端阳, 杨珍妮, 谯兵, 周立坤, 李忠辉, 董鑫, 张洪良, 齐红基, 陈堂胜

单位：1.南京电子器件研究所,中国电科碳基电子重点实验室,南京 210016; ；2.固态微波器件与电路全国重点实验室,南京 210016; ；3.吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子国家重点实验室,长春 130012; ；4.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800; ；5.杭州富加镓业科技有限公司,杭州 311421; ；6.厦门大学化学化工学院,厦门 361005

关键词：氧化镓,MOCVD外延,掺杂,比导通电阻,击穿电压,功率优值,

基金：国家重点研发计划(2022YFB3605504)

本文基于Ga2O3 MOCVD外延材料,开展了Ga2O3场效应晶体管的研制和性能研究。为了降低器件的导通电阻,优化了外延层设计,将掺杂浓度提高至1×1018 cm-3以上。通过长沟道器件提取的外延层的电子浓度和场效应迁移率分别为2×1018 cm-3和55 cm2/(V·s),相应的沟道方阻为10.3 kΩ/sq。研制的栅漏间距2和16 μm的Ga2O3 MOSFET器件的比导通电阻分别为2.3和40.0 mΩ·cm2,对应的击穿电压分别达到458和2 324 V。为了进一步提升器件的击穿电压,采用p型NiO制备栅电极,研制的Ga2O3 JFET器件导通电阻显著增大,但击穿电压分别提升至755和3 000 V以上。计算了不同栅漏间距器件的功率优值(P-FOM),发现其随栅漏间距的增加先增大后减小,其中栅漏间距为8 μm的Ga2O3 MOSFET器件获得了最高的P-FOM,达到了192 MW/cm2,表明MOCVD外延技术在Ga2O3功率器件上具有重要的应用前景。

来源：2025年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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