8月22日消息,一篇8月19日提交至arXiv的论文(编号2608.19445)报告了氧化镓功率电子器件制造工艺的新进展。作者包括Walid Amir、Jiawei Liu、Hongping Zhao、Uttam Singisetti等,来自美国俄亥俄州立大学等机构的研究团队演示了一种免离子注入的欧姆接触技术,用于增强型(常关型)垂直β-Ga2O3 U槽MOSFET。

该技术的核心是用选择性MOCVD(金属有机化学气相沉积)再生长的Si掺杂n+层替代传统注入工艺形成欧姆接触,同时保持优异的电学特性。器件采用多能量氮离子注入电流阻挡层(CBL),经1100°C氮气气氛30分钟激活退火实现常关操作。

性能数据方面:传输线模型(TLM)测量得到比接触电阻率低至2.65×10^-7 Ω·cm²;器件阈值电压约5V,开关电流比1.15×10^6,峰值电流密度158 A/cm²,比导通电阻120.9 mΩ·cm²;在栅压0V条件下,三端关态击穿电压达920-980V;多指MOSFET电流可扩展至0.25A。

β-Ga2O3拥有约4.8 eV的超宽带隙,理论上可支撑远超碳化硅和氮化镓的击穿电压,被视作下一代功率半导体的候选材料。但传统欧姆接触依赖离子注入工艺,退火条件苛刻且界面质量难控。MOCVD再生长方案避开了这一瓶颈,为高性能垂直Ga2O3功率MOSFET提供了新的器件工艺路线,对电动汽车逆变器和工业电源等高压应用场景的材料选择具有参考价值。 (来源:arXiv)