高性能超宽带CaSnO3金属氧化物半导体场效应晶体管
材料科学
2025-07-01 v1 应用物理
摘要
日益增加的高电压和高功率电子应用需求已加剧了对新型超宽带(UWB)半导体的搜索。碱金属硅酸盐具有宽带隙且在所有钙钐矿氧化物中表现出最高的室温电子迁移率。其中,钙硅锆(CaSnO3)带隙最大约为4.7 eV,具有巨大的高功率应用潜力。然而,迄今为止仅限于演示CaSnO3电力器件。本文首次展示了基于La掺杂CaSnO3的高性能金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。器件显示出超过10^8的开/关比,场效应迁移率为8.4 cm2 V-1 s-1,且开态电流为30 mA mm-1。CaSnO3 MOSFET器件的高性能可归因于其0.73 k{\Omega}{\mu}m 的优异金属-半导体接触电阻。器件还显示出在恶劣环境下的巨大潜力,已在400 K 高温下实现。实现了1660 V的漏态击穿电压,击穿场为约8.3 MV cm-1,为目前报道的所有UWB半导体中最高之一。这一工作代表了实现CaSnO3在未来高压功率电子技术中实际应用的重要进展。
引用
@article{arxiv.2506.23973,
title = {High-Performance Ultra-Wide-Bandgap CaSnO3 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors},
author = {Weideng Sun and Junghyun Koo and Donghwan Kim and Hongseung Lee and Rishi Raj and Chengyu Zhu and Kiyoung Lee and Andre Mkhoyan and Hagyoul Bae and Bharat Jalan and Gang Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.23973},
year = {2025}
}