Hongbin Wang · Peng Li · Lin Yang · Zhongzheng Jin 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

摘要：Ga₂O₃凭借高的深紫外（DUV）响应度和持续光电导（PPC）特性，可用于实现低功耗突触器件。然而，现有Ga₂O₃突触中PPC弛豫可控性有限，限制了其可塑性的可调性。本研究展示了一种用于多模态感知的压电/光门控调制的Ga₂O₃/ZnO突触器件。该器件在254 nm光脉冲作用下表现出可重构的突触可塑性，包括双脉冲易化、短期到长期可塑性转变以及动态权重调制。关键的是，-0.57%的压应变使突触权重变化提高了22%（从1076.3%提升至1310.2%），这归因于异质结界面处应变诱导的能带弯曲，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Ga₂O₃/ZnO异质结的光电突触技术虽然目前聚焦于神经形态计算领域，但其核心机制对我们的新能源业务具有潜在的交叉价值。 该技术的深紫外响应特性和持续光电导效应，为光伏系统的智能化感知提供了新思路。在我们的光伏逆变器和储能系统中，集成化的传感-存储-处理能力可显著...

Yinfei Xie · Yang He · Zhenghao Shen · Zhenyu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

β相氧化镓（β - Ga₂O₃）在下一代电力电子领域具有广阔前景，但其较低的热导率要求进行有效的热管理，特别是在高功率应用中。以往的研究主要集中于采用高导热率衬底策略来增强β - Ga₂O₃器件的散热性能。本研究通过三维拉曼测温法和电热模拟进行综合分析，对碳化硅（SiC）上异质集成的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）的电极布局（包括形状、尺寸和间距）进行了优化。由于电流密度较高，圆形电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在内电极附近，而叉指电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在阳极附近。特别...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）异质集成技术的研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体器件的潜在革新方向，β-Ga2O3材料凭借其超宽禁带特性，理论上可实现比传统硅基甚至碳化硅器件更高的击穿电压和更低的导通损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高...

Tao Zhang · Jiaying Shen · Dianmeng Dong · Qingyi Zhang 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126

本文报道了高质量自支撑单晶ε-Ga2O3取向薄膜的制备方法，该材料具有超宽禁带特性，展现出优异的热稳定性和化学惰性。通过异质外延生长结合剥离技术，成功获得可转移的柔性薄膜，并系统表征其晶体结构与光学性能。结果表明，ε-Ga2O3薄膜具有明确的晶体取向和高结晶质量，适用于深紫外光探测及高功率电子器件。研究为其在下一代光电子器件中的集成应用提供了可行路径。

解读: 该ε-Ga2O3超宽禁带半导体技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。相比现有SiC器件，ε-Ga2O3禁带宽度更大（>4.9eV），可实现更高耐压等级和更低导通损耗，适用于ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器的功率模块优化。其优异热稳定性可降低散热需求，提升PowerTitan储能系统...

Florian Wilhelmi · Shinji Kunori · Kohei Sasaki · Akito Kuramata 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月

氧化镓（Ga2O3）作为高效功率器件材料备受关注。目前研究多集中于裸片，缺乏工业标准封装下的性能分析。本文研究了β-Ga2O3沟槽MOS肖特基势垒二极管（SBD），通过温度相关测量验证了其在封装状态下的近理想结特性，为宽禁带半导体器件的工业化应用提供了重要参考。

解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体，在未来高压、高功率密度电力电子应用中具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升组串式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度和转换效率。目前该器件处于封装与可靠性验证阶段，建议研发团队密切关注其热管理特性及长期运行可靠性，评估其...

Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...

Zhang Wen · Mingchao Yang · Songquan Yang · Song Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

β - Ga₂O₃是一种宽带隙半导体，因其高击穿电压和快速开关特性而受到关注。然而，由于Al₂O₃/β - Ga₂O₃界面处存在较高的界面态密度，这对金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）器件的性能和可靠性产生了重大影响，因此面临着诸多挑战。作为一种低温解决方案，超临界流体工艺（SCFP）被引入到Al₂O₃/β - Ga₂O₃金属 - 氧化物 - 半导体电容器（MOSCAP）的制造过程中，该工艺能有效减少氧空位和界面缺陷，尤其避免了高温对材料造成的损伤。近界面陷阱数量减少了一半...

解读: 从阳光电源功率半导体器件应用角度来看，这项关于β-Ga₂O₃/Al₂O₃界面优化的研究具有重要的战略参考价值。β-Ga₂O₃作为超宽禁带半导体（~4.8eV），其理论击穿电场强度达8 MV/cm，远超SiC和GaN，这与我们在高压大功率逆变器和储能变流器领域对更高效率、更高功率密度器件的需求高度契合...

Zhihong Feng · Shida Han · Yuangang Wang · Hongyu Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

在本研究中，通过采用台面与双场板复合终端结构，并结合衬底减薄工艺，实现了一款高性能的β - Ga₂O₃垂直肖特基势垒二极管（SBD），该二极管具有高击穿电压、低热阻、低导通电阻、高浪涌电流和高巴利加优值（FOM）等特性。利用研磨和抛光工艺消除了亚表面损伤层，从而实现了低欧姆电阻。得益于减薄至 85 µm 厚的衬底，阳极面积为 2×2 mm²的器件导通电阻从 174 mΩ降至 112 mΩ。因此，在 2 V 偏压下，相应的正向电流从 6.04 A 增加到 10.1 A，浪涌电流从 20 A 增加到...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化镓（Ga₂O₃）肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了1200V耐压、10A正向电流和342 MW/cm²的Baliga品质因数，这些参数直接对应我们光伏逆变器和储能变流器中功率开关器件的核心需求。 **技术价值分析：** 首先，该器件通过衬底减薄至8...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

超结（SJ）通过多维静电工程打破了传统功率器件的性能极限。继在硅材料中取得商业成功后，最近在包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和氧化镓（Ga₂O₃）等宽带隙（WBG）和超宽带隙（UWBG）半导体中也实现了超结结构。与基于本征 p - n 结的传统超结设计不同，在氮化镓和氧化镓中报道的垂直超结器件是基于包含异质 p 型材料的异质结构建的。这种异质超结对于难以实现双极掺杂的超宽带隙材料尤为有前景。在此，我们全面探讨了新兴异质超结器件的性能极限、设计和特性。在进行通用的性能极限分析之后，我们以超宽...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项异质超级结（Hetero-SJ）技术代表了功率半导体器件的重要突破方向，对我们的核心产品线具有战略意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定系统效率、功率密度和成本竞争力。该论文展示的Ga2O3/NiO超级结二极管实现了2kV耐压和0.7 mΩ·cm...

Ganesh Mainali · Dhanu Chettri · Vishal Khandelwal · Glen Isaac Maciel García 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月

栅极驱动器通过提供快速开关所需的驱动电流，实现功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）与数字控制电路的接口连接。本研究展示了一种基于β - Ga₂O₃电阻 - 晶体管逻辑（RTL）反相器的单片集成栅极驱动器集成电路（IC），该集成电路采用增强型多指（MF）MOSFET和基于凹槽外延的电阻器。这款面积为0.785平方毫米的芯片以同相配置集成了两个RTL反相器，在15 V电源供电下，实现了11.9 V/V和12.2 V/V的电压增益，高/低噪声容限分别为3.4 V/1.3 V和3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga₂O₃材料的单片集成栅极驱动技术具有重要的战略参考价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，栅极驱动电路的性能直接影响系统的开关损耗、效率和可靠性。 该技术的主要价值在于实现了驱动电路与功率器件的单片集成。传统方案中，栅极驱动IC与功率MOSFET分离封装...

Liubin Yang1Xiushuo Gu1Min Zhou2Jianya Zhang3Yonglin Huang4Yukun Zhao5 · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46

突触纳米器件在逻辑、存储与学习方面具有强大能力，是构建类脑神经形态计算系统的关键组件。本文成功研制了一种基于Ga2O3纳米线的低功耗突触纳米器件，在255 nm光照下可模拟生物突触的多种功能，如脉冲易化、峰时依赖可塑性及记忆学习能力。该器件展现出优异的“学习-遗忘-再学习”特性，其短时至长时记忆的转变及逐步学习后的记忆保持归因于Ga2O3纳米线的强再学习能力。单次突触事件能耗低于2.39×10⁻¹¹ J，并在长期刺激与存储中表现出高稳定性。应用于神经形态计算时，经12轮训练后数字识别准确率超90...

解读: 该Ga2O3纳米突触器件的低功耗神经形态计算技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其2.39×10⁻¹¹J的超低单次事件能耗和自适应学习能力，可应用于iSolarCloud云平台的智能诊断算法优化，通过类脑计算实现光伏/储能系统的故障模式识别与预测性维护。在ST储能变流器和PowerTita...

Shengliang Cheng · Yuru Lai · Xing Lu · Tiecheng Luo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

我们展示了具有高击穿电压（BV）和抑制反向泄漏电流的β - Ga₂O₃自对准沟槽结势垒肖特基（TJBS）二极管的制备。在该制备过程中，以肖特基阳极金属为蚀刻掩模形成了微米级深度的沟槽，随后用一层 p 型氧化镍（NiO）覆盖这些沟槽。在小面积器件（0.43×0.43 mm²）中实现了超过 2 kV 的高击穿电压，同时在击穿前保持了约 10⁻⁵ A/cm²的超低反向泄漏电流密度。技术计算机辅助设计（TCAD）模拟分析表明，覆盖有 p - NiO 的深沟槽可以有效降低所提出器件的表面电场，并提供足够的...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项β-Ga₂O₃自对准沟槽结势垒肖特基（TJBS）二极管技术具有重要的战略价值。该技术实现了超过2kV的击穿电压和10⁻⁵ A/cm²的超低漏电流密度，这些性能指标直接契合我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域对高耐压、低损耗功率器件的核心需求。 在应用价值方面，该技术...

Xiangdong Meng · Xinyi Pei · Yuncheng Han · Na Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

利用超宽带隙半导体（如氧化镓（Ga₂O₃）和金刚石）的紧凑型、高精度、耐用型热中子探测器，在恶劣环境下对核反应堆进行安全、长期的堆芯附近监测方面具有巨大潜力。然而，实现低器件漏电流和高效中子探测仍然是一项重大挑战。在这项工作中，我们展示了首个基于大面积（9平方毫米）p - NiO/β - Ga₂O₃异质结二极管的热中子探测器。该器件的界面陷阱密度较低，这通过轻微的电容 - 频率色散和低1/f噪声等效功率得以证明，从而实现了超低漏电流（在 - 200 V时为10⁻⁸ A）。因此，它对α粒子（5.4...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3的热中子探测器技术虽然聚焦于核辐射监测领域，但其底层的超宽禁带半导体材料技术与我们在功率电子器件领域的发展方向存在重要关联性。 β-Ga2O3作为新一代超宽禁带半导体材料，其禁带宽度达4.8eV，远超碳化硅（3.3eV）和氮化镓（3.4eV）。论文展...

Chenyu Liu · Bochang Li · Yibo Wang · Wenhui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究系统地研究了异质碳化硅基氧化镓（GaOSiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在单极正/负偏置应力（UPBS/UNBS）下的不稳定性。通过调整应力电压波形的关键参数，包括频率（f）、保持时间（$t_{\text {h}}$）、上升时间（$t_{\text {r}}$）和下降时间（$t_{\text {f}}$），在 UPBS 测量中观察到阈值电压（$V_{\text {T}}$）随循环次数（$C_{n}$）呈现两阶段偏移。UPBS 引起的正 $V_{\text {T...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ga₂O₃-on-SiC MOSFET器件可靠性的研究具有重要的前瞻性价值。该研究系统揭示了异质结构功率器件在单极性偏置应力下的阈值电压漂移机制，这对我们开发下一代高效光伏逆变器和储能变流器至关重要。 Ga₂O₃/SiC异质结构结合了氧化镓的超宽禁带特性（约4.8...

Na Sun · Zhengliang Zhang · Feng Zhou · Tianqi Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

空间环境中重离子辐照引发的单粒子烧毁（SEB）对航空航天电力电子器件构成了重大威胁。本研究展示了具有卓越单粒子烧毁能力的抗辐照 $\beta $ -Ga₂O₃异质结势垒肖特基（HJBS）二极管。该器件设计采用了由 p 型氧化镍（NiO）填充的微米级深沟槽以及高介电常数钛酸钡（BaTiO₃）场板（FP）边缘终端结构。这种架构在单粒子辐照期间，通过具有低欧姆接触电阻的嵌入式沟槽 Ni/p - NiO 有效地提取辐射诱导的正电荷（空穴），通过精心设计的电荷泄放路径显著减轻了电荷聚集，同时最大限度地减少...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1.4kV抗辐照β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略参考价值，但其应用场景与公司当前主营业务存在显著差异。 该技术的核心突破在于解决航天环境下重离子辐照引发的单粒子烧毁问题，通过深沟槽p型NiO填充和高介电常数BaTiO3场板设计，实现了超过1.4k...

Jiajun Han · Na Sun · Xinyi Pei · Rui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

我们展示了垂直结构的NiO/β -Ga₂O₃ p - n异质结二极管（HJDs），其击穿电压（VBR）高达3000 V，比导通电阻（Ron,sp）低至3.12 mΩ·cm²，由此得到的巴利加品质因数（FOM）为2.88 GW/cm²。具体而言，引入了一种通过注入轻质量氦原子形成的高效低损伤边缘终端（ET），以抑制HJDs p - n结处的高电场，从而将器件的VBR从1330 V提高到3000 V。对反向泄漏机制进行了拟合和分析，揭示了氦注入器件中不同的击穿机制。仿真结果证实，氦注入边缘终端能够有...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3材料的3 kV垂直p-n异质结二极管技术具有重要的战略意义。该器件实现了3000V击穿电压和3.12 mΩ·cm²的超低导通电阻，其2.88 GW/cm²的Baliga品质因数远超传统硅基器件，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、高功率密度目...

Tianjiao Shen · Langning Wang · Ting He · Li'Ao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

我们聚焦于用于高功率微波源应用的 Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件（PCSD）。我们测试并分析了该器件的输出特性，包括其暗态电阻（10¹³ Ω）、暗态耐压（31.6 kV）、光电导输出和高频响应。当受到半高宽（FWHM）均为 10 ns 的 532 nm 和 1064 nm 单脉冲激光照射时，Fe - β - Ga₂O₃ 光电导半导体器件以线性模式工作。在 532 nm 激光照射下的峰值电压输出是 1064 nm 激光照射下的 18 倍。然而，其光响应度相对较低，最高值仅达到 10...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项Fe-β-Ga2O3光导半导体器件研究虽然主要面向高功率微波源应用，但其核心技术特性对我们在光伏逆变器和储能系统中的功率半导体器件应用具有一定参考价值。 该器件展现出的超高暗态电阻（10¹³Ω）和31.6kV耐压能力，反映了β-Ga2O3材料在宽禁带半导体领域的潜力。...

Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...

Harsh Raj · Rajarshi Roy Chaudhuri · Mayank Shrivastava · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

本研究首次报道了β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管反向偏置击穿的电压斜坡速率相关调制现象。研究表明，在转变为陷阱辅助空间电荷限制传导（SCLC）之前，反向泄漏传导受肖特基接触处的热场电子注入以及通过耗尽区缺陷态的普尔 - 弗兰克尔（PF）输运限制。结果显示，击穿调制是由PF输运向SCLC转变的变化所引起的，而这种转变受电场分布与电子俘获动力学的相互作用支配。采用电致发光（EL）/光致发光（PL）分析来深入了解电场分布以及缺陷态在电流传导中的作用。最后，利用失效后电子显微镜来探究失效对电子俘获和电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管反向击穿机制的研究具有重要的战略价值。作为新一代超宽禁带半导体材料，β-Ga2O3的禁带宽度达4.8eV，理论击穿场强超过8MV/cm，这使其在高压、高功率应用场景中展现出显著优势，与我司光伏逆变器和储能变流器的核心需求高度契合。 该...

Shivendra Kumar Singh · Bich-Ngoc Chu · Ka Hou Lam · Ming-Yueh Huang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本文提出了一种基于物理的全面紧凑模型，用于β - 氧化镓（Ga₂O₃）肖特基势垒二极管（SBD），该模型专为电路仿真而设计，并通过Verilog - A代码与基于SPICE的仿真器兼容。该模型在考虑高电平注入和电流相关串联电阻的同时，能够捕捉与温度相关的特性以及反向恢复效应。该模型已针对我们自行制作的直径为100μm和250μm的肖特基势垒二极管的直流特性进行了验证。该模型还能准确模拟直径为250μm的肖特基势垒二极管在100 Hz至1 MHz频率范围内、峰 - 峰值为10 V和20 V的正弦输...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项β-Ga₂O₃肖特基二极管（SBD）的SPICE紧凑模型研究具有重要的战略参考价值。氧化镓作为第四代超宽禁带半导体材料，其理论击穿场强达8 MV/cm，远超碳化硅和氮化镓，这为我们在高压大功率应用场景中实现更高功率密度和效率提供了新的技术路径。 在光伏逆变器和储能变流...

Chunyan Chen · Yutong Wu · Bing Jiang · Zhixiang Zhong 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127

深圳大学材料科学与工程学院、电子与信息工程学院、射频异质集成国家重点实验室、功率器件与人工智能能源监测技术研究所研究了高温O2退火对Al2O3/Ga2O3界面特性的影响。通过不同温度退火处理，系统分析了界面态密度、固定电荷及界面缺陷的演变规律，发现适当高温退火可有效降低界面态密度，提升界面质量。结果表明，退火有助于改善介质/半导体界面的化学稳定性和电学性能，为高性能β-Ga2O3功率器件的优化提供理论依据和技术支持。

解读: 该Al2O3/Ga2O3界面优化技术对阳光电源功率器件研发具有重要价值。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体（Eg~4.8eV），其击穿场强是SiC的3倍，适用于高压大功率应用场景。研究揭示的高温O2退火工艺可降低介质/半导体界面态密度，直接提升MOS栅结构的可靠性和开关特性，可应用于：1）ST系列储能...