Ga₂O₃/AlN异质结晶体管

集成射频功率器件

一种采用鳞片转移法将浅掺杂氧化镓薄膜集成到高导热氮化铝衬底的异质结结构，实现高频率与高功率密度。

周弘 · Zhou, Min · Mingjie, Xiang · Wang, Chenlu · Zhang, Yachao · Dang, Kui · 刘志宏 · 张金风 · Yifan, Wang · Wang, Han · Si, Mengwei · Zhang, Yuhao · 郝跃 · 张进成

Science Advances 2025

参数信息

最大振荡频率

90 GHz

输出功率密度（2 GHz）

4.6 W mm⁻¹

输出功率密度（6 GHz）

4.1 W mm⁻¹

最小噪声系数

0.48 dB

导带偏移

3.4 eV

技术优势

省去离子注入

层转移工艺直接利用浅掺杂Ga₂O₃薄膜，避免了离子注入造成的晶格损伤和额外退火步骤。

无需界面介电层

Ga₂O₃与AlN直接键合，消除界面介电层及其可能引入的寄生电容和热阻，提升高频性能。

大导带偏移增强限域

Ga₂O₃/AlN界面存在3.4 eV导带偏移，显著增强沟道电子限域，降低漏电，提高器件效率。

高导热衬底散热好

AlN衬底导热率高，有利于射频功率器件散热，支持更高功率密度和可靠性。

应用场景

• 5G/6G射频前端：高fMAX和功率密度适合毫米波前端，提升基站覆盖和能效。
• 高频功率放大器：高功率密度和散热能力使功率放大器更紧凑高效。
• 超宽带隙半导体器件：该平台展示UWBG器件在射频应用的潜力，突破掺杂和导热限制。
• 射频测试与测量：低噪声系数和频率特性使其适用于低噪声放大器等测试组件。