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MOCVD生长的外延层掺杂氧化镓场效应晶体管 被引量：1
1
作者 郁鑫鑫 沈睿 +11 位作者 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 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期312-318,共7页
本文基于Ga_(2)O_(3)MOCVD外延材料,开展了Ga_(2)O_(3)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1×10^(18) 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... 本文基于Ga_(2)O_(3)MOCVD外延材料,开展了Ga_(2)O_(3)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1×10^(18) 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2×10^(18) cm^(-3)和55 cm^(2)/(V·s),相应的沟道方阻为10.3 kΩ/sq。研制的栅漏间距2和16μm的Ga_(2)O_(3)MOSFET器件的比导通电阻分别为2.3和40.0 mΩ·cm^(2),对应的击穿电压分别达到458和2324 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Ga_(2)O_(3)JFET器件导通电阻显著增大,但击穿电压分别提升至755和3000 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8μm的Ga_(2)O_(3)MOSFET器件获得了最高的P-FOM,达到了192 MW/cm^(2),表明MOCVD外延技术在Ga_(2)O_(3)功率器件上具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 氧化镓 MOCVD外延 掺杂 比导通电阻 击穿电压 功率优值
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氧化镓肖特基二极管硼离子注入终端技术研究
2
作者 沈睿 郁鑫鑫 +7 位作者 李忠辉 陈端阳 赛青林 谯兵 周立坤 董鑫 齐红基 陈堂胜 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第3期524-529,共6页
β-Ga_(2)O_(3)具有禁带宽度大和击穿场强高等优异的物理特性,被认为是制作新一代大功率、高效率电力电子器件的理想半导体材料。然而,无终端的Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)容易在肖特基电极边缘产生高峰值电场,导致器件过早击穿,... β-Ga_(2)O_(3)具有禁带宽度大和击穿场强高等优异的物理特性,被认为是制作新一代大功率、高效率电力电子器件的理想半导体材料。然而,无终端的Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)容易在肖特基电极边缘产生高峰值电场,导致器件过早击穿,影响其耐压特性。因此,本文提出通过对器件肖特基金属边缘进行硼(B)离子选区注入来构建埋层高阻终端,从而调控电极边缘的电场分布,以达到提升击穿电压的效果。B离子注入的能量和剂量分别为60 keV和7×1014 cm^(-2),通过仿真估算注入深度约为200 nm。采用B离子注入终端后,Ga_(2)O_(3)SBD器件的导通特性未发生明显变化,比导通电阻仍为2.5 mΩ·cm^(2)左右,而击穿电压则从429 V大幅度提升至1402 V,增幅达226%,对应的功率优值从74 MW/cm^(2)提升至767 MW/cm^(2)。通过仿真研究了器件电场分布,发现采用B注入终端后,肖特金属电极边缘的电场峰值得到显著抑制,且随着注入深度的增大而逐步下降。本工作为高性能Ga_(2)O_(3)功率器件终端结构的设计提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 肖特基二极管 硼离子注入 边缘终端 击穿电压
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垂直布里奇曼法生长氧化镓单晶及其性能表征
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作者 黄东阳 黄浩天 +3 位作者 潘明艳 徐子骞 贾宁 齐红基 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期190-196,共7页
本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga... 本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。进一步加工得到最大尺寸为直径2.5英寸的(100)面β-Ga_(2)O_(3)晶圆,并对β-Ga_(2)O_(3)晶体的结晶质量和光学性能进行了表征测试。测试结果表明,β-Ga_(2)O_(3)晶体具有较高结晶质量,其紫外截止边为257.5 nm,对应光学带隙为4.78 eV,晶体的劳埃衍射斑点清晰、对称,摇摆曲线半峰全宽(FWHM)最小为39.6″。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 垂直布里奇曼法 晶体生长 高结晶质量 宽禁带半导体
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