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[IEEE 2019 FISE-IEEE/CIGRE会议 - 能源转型实践（FISE/CIGRE） - 哥伦比亚麦德林（2019.12.4-2019.12.6）] 2019 FISE-IEEE/CIGRE会议 - 能源转型实践（FISE/CIGRE） - 通过公用事业级光伏与储能实现碳减排：杜克能源进步公司/卡罗莱纳州案例研究
摘要： 通过金属有机气相外延法，在单晶、镁掺杂的半绝缘(100)β-Ga2O3衬底上生长了锡掺杂的(100)β-Ga2O3外延层。制备并表征了具有2微米栅长(LG)、3.4微米源漏间距(LSD)和0.6微米栅漏间距(LGD)的氧化镓基金属氧化物半导体场效应晶体管。器件在关态下可承受230V的栅漏电压，其栅漏电场强度达到3.8MV/cm，这是所有晶体管中报道的最高值，超过了体相氮化镓和碳化硅的理论极限。基于布局、工艺和材料优化，对未来迭代产品的性能提升进行了预测。
关键词： 金属有机气相外延（MOVPE）、β-氧化镓（β-Ga2O3）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）、功率半导体器件
更新于2025-09-23 15:19:57
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视角：氧化镓（Ga?O?）用于超高压整流器与MOSFETs
摘要： 氧化镓（Ga2O3）因其宽禁带、可控掺杂特性以及大直径低成本衬底的可用性，正成为某些功率电子器件类别中超越现有技术的可行候选材料。这些应用包括电源调节系统（如航空电子和电动船舶的脉冲功率）、重型电动机的固态驱动器，以及先进的电源管理和控制电子设备?？斫╓BG）功率器件有望同时节省能源和成本。然而，由WBG器件驱动的转换器需要在所有层面进行创新，涉及系统设计、电路架构、合格标准甚至市场模式的改变。 β-Ga2O3相对于SiC或GaN具有更大的临界电场，使得高压整流器和增强型金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）的性能受益。据报道，β-Ga2O3的反向击穿电压超过2 kV（无论是否采用边缘终端技术），而在蓝宝石衬底上横向场板结构的Ga2O3肖特基二极管更是超过3 kV。迄今为止，在Ga2O3上制造的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）主要为耗尽型（d模式）器件，仅有少数增强型（e模式）操作的演示。尽管这些结果令人鼓舞，但该技术存在哪些局限性？要使其与更成熟的SiC和GaN功率器件技术并肩发挥作用，还需要什么？ 低热导率问题可能通过将器件转移到其他衬底、减薄衬底并使用散热器及顶部散热来解决。我们概述了该材料的特性与物理传输、热传导、掺杂能力及器件设计的现状，总结了当前局限性和未来发展方向。一个关键要求是军事电子开发机构持续的关注。功率电子器件领域的发展历史表明，新技术大约每10-12年出现一次，伴随着性能演进和优化的周期。然而，出于各种原因，旧技术往往在市场上存活很长时间。Ga2O3可能会补充SiC和GaN，但不太可能取代它们。
关键词： 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）、β-氧化镓（β-Ga2O3）、整流器、功率电子学、热导率、氧化镓（Gallium oxide）、Ga2O3、掺杂、宽禁带半导体、军用电子学
更新于2025-09-16 10:30:52