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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：南京电子器件研究所,中国电科碳基电子重点实验室;固态微波器件与电路全国重点实验室;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;中国科学院上海光学精密机械研究所;杭州富加镓业科技有限公司;厦门大学化学化工学院;
摘要：本文基于Ga_2O_3 MOCVD外延材料，开展了Ga_2O_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_2O_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Ga_2O_3 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8μm的Ga_2O_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_2O_3功率器件上具有重要的应用前景。
关键词：氧化镓;;MOCVD外延;;掺杂;;比导通电阻;;击穿电压;;功率优值
基金资助：国家重点研发计划(2022YFB3605504)
