高性能Al2O3/AlGaN/Si增强模式GaN MISFET：626MW/cm2的关键指标

"这篇研究论文详细探讨了在Si衬底上采用Al2O3/AlGaN/GaN材料体系构建的高性能增强模式（E-mode）MISFET（金属绝缘体半导体场效应晶体管）。通过实验展示了门凹槽技术对提高E-mode GaN功率器件性能的积极作用。" 在这篇论文中，研究人员指出，为了优化E-mode GaN功率器件的性能，他们采用了部分门凹槽设计。这种凹槽设计的关键在于精确控制凹槽的深度，同时保持一个约1.5纳米的薄栅极障碍层。这个厚度足够薄，能够完全耗尽门区域内的2-D电子气通道，从而实现增强模式的控制。同时，保留的障碍层保持了异质结构的量子阱物理完整，有效减轻了由于门凹槽工艺导致的晶格损伤。 实验结果显示，制备出的E-mode Al2O3/AlGaN/GaN MISFET具有+1.5V的阈值电压（VTH），最大漏电流密度（ID,max）达到693mA/mm，最大转移导纳（Gm,max）为166mS/mm。这些性能指标显示了该器件的高效能特性。此外，具有10微米长沟道长度（LGD）的MISFET在关闭状态下展现出860V的击穿电压，并且泄漏电流极低，这是衡量器件关断状态稳定性的重要参数。 该研究对于GaN功率电子学领域具有重要意义，因为高密度的功率处理能力（如626MW/cm2的特征指标）是实现高效、小型化的电力转换系统的关键。通过改进的门凹槽技术和优化的材料结构，这些E-mode GaN MISFET不仅提高了工作性能，还降低了潜在的热问题和器件可靠性风险。这为进一步开发高性能、低能耗的GaN功率器件提供了重要的理论基础和技术参考。