Heteroepitaxial β‐Ga 2 O 3 Trench‐Gate MOSFET on 4H‐SiC: Trap, Thermal, and Breakdown Optimization

MOSFET 材料科学 击穿电压 光电子学 兴奋剂 沟槽 声子散射 功率MOSFET 基质(水族馆) 功勋 功率半导体器件 热的 格子(音乐) 散射 氧化物 电子工程 缩放比例 绝缘体(电) 阈值电压 声子 电压 随时间变化的栅氧化层击穿 工程物理 栅氧化层 大气温度范围 和大门 电气工程 航程(航空) 极化子 逻辑门
作者
Zafar Alam,Imran Ahmed Khan,Syed Intekhab Amin,Aadil Anam
出处
期刊:Physica Status Solidi A-applications and Materials Science [Wiley]
卷期号:223 (7)
标识
DOI:10.1002/pssa.202500848
摘要

A heteroepitaxial β‐Ga 2 O 3 trench‐gate MOSFET on a 4H‐SiC substrate incorporating a variable lateral doping (VLD) profile is proposed and analyzed using physics‐based technology computer‐aided design (TCAD) simulations. The trench architecture improves gate electrostatics, while the VLD drift engineering reduces electric‐field crowding and enhances breakdown robustness. The optimized device achieves a drain current of 341 mA/mm, a specific on‐resistance of 8.5 mΩ cm 2 , and an off‐state breakdown voltage of 2838 V, yielding a high‐power figure of merit of 491 MW/cm 2 . Deep‐level trap modeling is included to assess the influence of oxide and heterointerface states on device characteristics. Temperature‐dependent simulations (300–500 K) further evaluate the combined effects of traps, band‐tail states, and phonon scattering on key electrical parameters. Electro‐thermal analysis confirms that the 4H‐SiC substrate significantly mitigates self‐heating, maintaining substantially lower peak lattice temperatures than native β‐Ga 2 O 3 across a wide range of operating conditions. These results highlight the combined advantages of trench‐gate design, VLD drift optimization, and SiC‐based thermal management, establishing the proposed β‐Ga 2 O 3 /4H‐SiC MOSFET as a promising candidate for high‐voltage, high‐efficiency power switching applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
嘛籽m发布了新的文献求助10
刚刚
xiaofu发布了新的文献求助10
刚刚
know完成签到,获得积分20
刚刚
RJ完成签到,获得积分10
刚刚
斯文败类应助可靠的紫雪采纳,获得10
1秒前
Owen应助涵涵采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
361发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
王旭完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Caroline发布了新的文献求助10
4秒前
miaofajin完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
RJ发布了新的文献求助10
5秒前
粥mi完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
orixero应助nkmenghan采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
zhtgang完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
zyh发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
小官发布了新的文献求助10
8秒前
陈开心发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Reactions, Volume 116 1500
VALIDATION OF THE TAYLOR, ALAMEL AND VPSC MODELS FOR PLASTIC ANISOTROPY MODELING OF SHEET METALS 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7404921
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9009685
关于积分的说明 19186574
捐赠科研通 7038427
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3231975
关于科研通互助平台的介绍 2394147
邀请新用户注册赠送积分活动 2213973