最新研发的氧化镓MOSFET耐压超过1800V
2018-09-06
乐白家手机版599报道

22047
导语: 纽约州立大学布法罗分校(University at Buffalo) 宣布研制出击穿电压超过1800V的β-Ga2O3 MOSFET [Ke Zeng et al, IEEE ElectronDevice Letters, published online 23 July 2018],而在此之前的耐压水平位于750V以下。
氧化镓(β-Ga2O3)单晶是一种直接带隙超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.8~4.9eV,具有独特的紫外透过特性(吸取截止边~260nm);击穿电场强度高达8MV/cm,是Si的近27倍、SiC及GaN的2倍以上,巴利加优值分别是SiC、GaN的10倍、4倍以上,并且可以采用熔体法生长大尺寸体单晶,因此β-Ga2O3已成为超高压功率器件和深紫外光电子器件的优选材料之一。
纽约州立大学布法罗分校(University at Buffalo) 宣布研制出击穿电压超过1800V的β-Ga2O3 MOSFET [Ke Zeng et al, IEEE ElectronDevice Letters, published online 23 July 2018],而在此之前的耐压水平位于750V以下。击穿电压的提高归因于场板设计的改进,采用复合电介质支撑场板金属。在预期的高场区域采用原子层沉积( ALD )方法沉积电介质从而提高了材料质量。
该器件是使用半绝缘掺铁Ga2O3衬底制造的,在该衬底上先后沉积200nm厚的非故意掺杂(unintentionally doped ,UID )和掺锡( Sn )Ga2O3外延层。然后在源极/漏极区域使用旋涂玻璃技术选择性的进行Sn掺杂。源极/漏极的接触金属是退火的钛/金。栅极电介质是用ALD方法沉积的20nm厚的二氧化硅薄膜。等离子体增强化学气相沉积( PECVD )和ALD方法沉积的二氧化硅为场板结构提供了支撑。该叠层还包括薄的ALD方法沉积的氧化铝层,该层被设计成用作栅极沟槽反应离子蚀刻的停止层。沟槽底部的氧化铝蚀刻停止层通过湿法蚀刻去除。栅极和场板金属由钛/铝/镍/金组成。

图 1 β-Ga2O3 MOSFET截面示意图以及光学显微镜下的结构图像
在电子氟化液(Fluorinert)环境中,该器件的击穿电压达到1850V,此时的栅-漏距离为20μm。其他因素保持不变,在空气环境下,该器件的击穿电压只有440V。通过改变栅-漏距离,研究人员发现在Fluorinert环境中下器件的击穿电压均为空气环境下的4倍左右。

图2 各材料体系电压与导通电阻的关系(直线为理论值、符号为氧化镓实验值)
研究人员将他们研制的器件与其他研究团队报道的横向Ga2O3晶体管的性能进行了比较。目前总体性能徘徊在Si基器件的理论极限附近,低于GaN和Ga2O3的预期极限。该团队希望通过更加精细的器件工艺来提高耐压水平。此外,Fluorinert液体也会被其他钝化材料取代。
编辑:严志祥
来源:材料深一度
相关资讯
MORE >>-
北京抽检:“威仕康”消防应急照明灯具上不合格名单
2018年3月7日,北京市工商行政管理局官网公示流通领域消防器材类商品质量抽检结果,有3组消防器材商品存在相关标准不合格的问题,涉及的主要问题为手提式干粉灭火器的20℃±5℃喷射性能、消防水带爆破压力
-
同济大学团队成功制备出超宽禁半导体2英寸β-Ga2O3单晶
近期,同济大学物理科学与工程学院唐慧丽副教授、徐军教授团队采用自主常识产权的导模法技术成功制备出2英寸高质量β-Ga2O3单晶。获得的高质量β-Ga2O3单晶,X射线双晶摇摆曲线半高宽27″,位错密度
-
科锐推出业界首款900V SiC MOSFET重新定义分立式功率MOSFET格局
-
照明产品可以这样测试安全性能
各类电器、电子设备的广泛使用,由此带来的人身事故也大为增加。给生命财产带来危害,触电伤亡和电气火灾是常见例子。因此,电器、电子设备的使用安全性这一重要问题,成为决定产品质量的各要素中跃居首要地位,安全
-
Vishay发布业内首款采用热增强PowerPAK® SC-70封装的150V N沟道MOSFET
-
飞兆半导体的全新中压MOSFET采用空间节省型封装可优化电能应用
只有登录之后才可以评论,请点击这里评论
在线评价