阶梯栅介质DPPT-TT聚合物场效应晶体管

击穿电压提升四倍

在源漏两侧引入阶梯栅介质结构，通过降低源漏间电场将击穿电压提高至80V，而导通电阻仅增加20%。

Zhu, Hong · Qian, Yi · Yan, Yu · Chen, Lijian · Quanhua, Chen · 孙华斌 · Xu, Yong

Polymers 2025

具体参数

击穿电压（常规器件）

{'zh': '19', 'en': '19'} V

击穿电压（阶梯栅介质器件）

{'zh': '80', 'en': '80'} V

导通电阻增加百分比

{'zh': '20', 'en': '20'} %

阶梯区域附加电阻

{'zh': '2.5e4', 'en': '2.5e4'} Ω/μm

技术优势

击穿电压提升超四倍

阶梯栅介质结构降低了源漏间电场，使击穿电压从19 V提高到80 V，显著拓宽了器件的工作电压范围。

导通电阻增加很小

尽管引入了50 μm的阶梯栅区域，导通电阻仅增加20%，在提高击穿电压的同时几乎不牺牲导通性能。

阶梯区域附加电阻可量化

阶梯区域引入的附加电阻为2.5 × 10⁴ Ω/μm，便于电路设计者精确评估其对性能的影响。

仿真验证机理

TCAD仿真证实了电场降低是击穿电压提升的原因，为该结构在其他材料体系中推广提供了理论依据。

应用场景

• 高压功率器件：将击穿电压提升至80 V，可直接用作高压开关器件，替换传统硅基功率管。
• 柔性高压电子：在保持柔性的同时承受高压，适合用于柔性高压电路和可穿戴电力电子。
• 功率集成电路：击穿电压高且导通电阻低，满足功率集成电路中高压器件的关键要求。