美國俄亥俄州立大學聲稱氧化鎵（β-Ga₂O₃）橫向晶體管的功率品質因數最高，為376MW / cm²。研究人員使用了由鈦酸鋇（BaTiO₃）構成的絕緣體，該鈣鈦礦氧化物結合了極高的介電常數和高擊穿場強（> 8MV/cm）。

　　根據仿真，電介質可以減小給定偏置下的峰值場。射頻（RF）和電力電子設備可以受益于更高的平均電場，從而實現提高效率、功率密度和速度。該團隊評論說：“將基于鈣鈦礦氧化物的極端介電常數介質集成到常規和寬禁帶半導體中，如Si、GaAs、GaN和SiC，可以使射頻和電力電子設備的性能得到前所未有的改善。”

　　BaTiO3電介質的使用還使通道電荷密度更高，達到1.6x10¹³/cm²，從而降低了導通電阻。β-Ga₂O₃的理論擊穿場強為8MV/cm，遠大于氮化鎵（GaN）的3MV/cm。β-Ga₂O₃的一個缺點是遷移率較低。較高的通道電荷可以在某種程度對此進行補償。

　　研究人員在以極限k BaTiO₃為絕緣體的β-Ga₂O₃上制造了橫向金屬-絕緣體-半導體場效應晶體管（MISFET）。溝道區域是使用880℃金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）在鐵摻雜的β-Ga₂O₃襯底上形成β-（AlxGa1-x）₂O₃/Ga₂O₃層。有意摻雜的5x10¹⁸/cm³鋁/氧化鎵層是硅烷中的硅（SiH₄）制成的。

　　使用光刻技術定義源極和漏極區域，然后進行硅離子注入，并通過900°C退火30分鐘進行激活。然后將源極和漏極蝕刻至β-Ga₂O₃，并退火由鈦/金/鎳形成的金屬觸點。

　　使用來自燒結的BaTiO₃源的670°C RF濺射法涂覆BaTiO₃。BaTiO₃的厚度為73nm，略低于75nm的靶材。研究人員計劃用Al₂O₃中間層來改善其性能，避免濺射對溝道電阻產生負面影響。源極/漏極歐姆接觸也遭受濺射降解，這可以通過在BaTiO₃之后施加金屬和/或通過優化金屬堆疊來改善。

　　該器件通過臺面隔離蝕刻和鎳/金/鎳肖特基柵極沉積完成。柵漏間距（L_gd）介于0.5μm至6μm之間。柵極長度為0.7μm。電容電壓測量表明BaTiO₃的介電常數為235，此為介電常數的下限估計值。

　　最低導通電阻為13.6Ω-mm，已標準化為柵極寬度為0.5μmL_gd和1.5μmL_sd。漏極電流達到359mA/mm，這是在直流條件下，任何外延生長的β-Ga₂O₃側向晶體管器件中報告的最高電流，只有在轉移到高導熱性襯底（如金剛石和金剛石）的β-Ga₂O₃納米膜晶體管中可以獲得更高的電流。

　　三端擊穿電壓（V_br）隨著L_gd的增加而增加，對于6μm的間距，最高值為918V。對于0.5μm的L_gd，在201V擊穿。擊穿時的平均電場從0.5μmL_gd時的4MV/cm降低到6μm時的1.5MV/cm。

　　反向偏置電流測量表明，柵極泄漏會限制擊穿性能。仿真表明，柵極拐角處的電場尖峰，這會增加器件的柵極電流泄漏并導致電介質擊穿。

　　功率因數V_br²/R^sp_ON平衡了擊穿與特定電阻之間的權衡，并針對源漏區（Lsdxwidth）進行了歸一化。所有器件的品質因數均高于147MW/cm²，對于4.7μmL_sd和3μmL_gd，其640V V_br和1.08mΩ-cm²R^sp_ON達到376MW/cm²。該團隊聲稱376MW/cm²的數字是β-Ga₂O₃晶體管的最高報告值。