关态常闭型硼掺杂金刚石MOSFET器件击穿电压超过1.7 kV

Normally-off boron-doped diamond MOSFETs with a breakdown voltage over 1.7 kV

作者未知 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127

在150 nm厚的外延层上制备了硼掺杂金刚石（B-diamond）金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。测得其阈值电压为-8.0 V，表现出关态常闭特性。由于硼掺杂剂的高电离能及较薄的外延层，B-diamond中形成的空穴数量有限，且可能被Al2O3/B-diamond界面捕获，导致器件呈现常闭行为。该B-diamond MOSFET的绝对击穿电压超过1.7 kV，在栅-漏电极间距为11.3 μm时，计算得到击穿电场达1.52 MV/cm，超过以往同类器件两倍以上。

解读: 该常闭型金刚石MOSFET技术对阳光电源功率器件应用具有前瞻价值。1.7kV击穿电压和1.52MV/cm击穿电场强度显著超越现有SiC器件性能，可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。金刚石材料的超宽禁带特性（5.5eV）可实现更高工作温度和更低导通损耗，优化三电平拓扑效率...