試制品在施加+2V柵極電壓時的最大漏極電流為16mA（a）。耐壓為257V。夾斷狀態(tài)下的漏極泄漏電流僅為3μA（b）。漏極電壓為40V時，最大跨導為1.4mS。

　　此次試制品的所有特性均未達到產(chǎn)品化水平。不過，作為研發(fā)初期階段的非常簡單的晶體管來說，已經(jīng)很出色了。與GaN類MESFET研發(fā)的初期階段（1990年代前半期）相比，也已經(jīng)實現(xiàn)了同等或以上的成果。此次獲得的良好特性源于Ga2O3作為半導體材料的巨大潛力，以及外延層的材料與基板相同（即同型）。
　　其實，實際耐壓比250V還要高。該電壓是電極金屬隨著電極間短路而燒焦后的數(shù)值。因此，實際能使Ga2O3發(fā)生擊穿的電壓更高。至少可耐壓1kV以上。
　　另外，泄漏電流還有望進一步降低，這樣就能夠提高電流的導通/截止比。此次的泄漏電流并非流過Ga2O3基板內(nèi)部的電流，而是主要在n型Ga2O3的表面?zhèn)鲗У碾娏?。因此，在元件表面形成保護膜的話，便可降低泄漏電流。有望實現(xiàn)達到實用水平的106～107左右。
　　另外，輸出電流也可進一步提高，還可常閉工作，很多特性都可達到實用化要求。
　　目標是制造MOSFET
　　使用β-Ga2O3的功率元件的研發(fā)現(xiàn)在才剛剛開始。雖然還存在眾多課題，如4英寸以上大尺寸基板的制造技術、包括摻雜在內(nèi)的外延生長技術，以及功率元件的工藝技術等，但目前已看到了解決的希望。
　　要想實現(xiàn)實用化，首先要試制出能夠常閉型工作的晶體管。因此，我們開始致力于實際MOSFET產(chǎn)品的制造。
　　制造MOSFET產(chǎn)品時，柵極絕緣膜使用帶隙非常大的Al2O3、SiO2等氧化物。由于同為氧化物的緣故，這些氧化物絕緣膜與Ga2O3的界面有望實現(xiàn)低缺陷密度（界面狀密度）。我們將力爭在2015年之前制造出口徑4英寸的基板和MOSFET，并在2020年之前開始作為功率元件開始小規(guī)模量產(chǎn)。
　　β-Ga2O3用于高功率LED
　　β-Ga2O3不僅可用于功率元件，而且還可用于LED芯片、各種傳感器元件及攝像元件等，應用范圍很廣。其中，使用GaN類半導體的LED芯片基板是最被看好的用途。尤其值得一提的是，β-Ga2O3具備適合需要大驅(qū)動電流的高功率LED的特性。
　　GaN基LED芯片廣泛用于藍色、紫色及紫外等光線波長較短的LED。其中，藍色LED芯片是作為白色LED的重要基礎部件。GaN基藍色LED芯片現(xiàn)在是在藍寶石基板上制造。
　　β-Ga2O3基板與藍寶石基板相比，紫外光及可見光的透射率同為80％，此外其電阻率為0.005Ωcm左右，具有良好的導電性。
　　透射率越高，就越容易將LED芯片發(fā)光層發(fā)出的光提取到外部，有望提高光輸出功率及發(fā)光效率。而且，由于導電性高，因此還可采用在LED芯片表面和背面分別形成陽極和陰極的垂直結(jié)構(gòu)。而藍寶石基板具有絕緣性，因此采用橫向配置陽極和陰極的橫向結(jié)構(gòu)。
　　垂直結(jié)構(gòu)與橫向結(jié)構(gòu)相比，不僅可以降低元件電阻及熱阻，而且還可使電流分布均勻化。由于元件電阻及熱阻越小，LED芯片的發(fā)熱量就越少，因此適合驅(qū)動電流較大的情況。
　　垂直結(jié)構(gòu)容易使電流分布均勻化，因此即使流過大電流，LED芯片也不易損壞。此外，電流均勻流過LED芯片，還可減輕發(fā)光不均現(xiàn)象。因此，與采用橫向結(jié)構(gòu)的普通的藍寶石基板產(chǎn)品相比，β-Ga2O3基板單位面積的光輸出功率估計可達到10倍以上。
　　SiC基板也可實現(xiàn)垂直結(jié)構(gòu)，但其成本較高。而采用β-Ga2O3的話，則有望以更低成本來制造基板。
　　SiC基板在元件特性方面也存在問題。SiC基板的藍色光吸收特性與電阻呈此消彼長的關系。抑制藍色光的吸收，電阻就會變大。所以元件電阻的降低就會存在極限。
　　光輸出功率為市售產(chǎn)品的5倍
　　雖然使用β-Ga2O3基板的GaN基LED芯片目前正在開發(fā)之中，但已經(jīng)獲得了一定成果。比如，日本信息通信研究機構(gòu)（NICT）的研究小組試制出了發(fā)光波長為450nm的300μm見方的LED元件。該元件在n型Ga2O3基板上，利用MOCVD法，經(jīng)由緩沖層層疊了n型GaN層、InGaN/GaN的多重量子阱構(gòu)造的活性層，以及p型GaN層（圖A-1）。在基板側(cè)形成了Ti/Au的n型電極，在另一側(cè)形成了Ag類的p型電極。

　　

2012-4-21 09:13:42 上傳

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　　圖A-1：在n型Ga2O3基板上制造的GaN基LED芯片