Si基GaN功率器件制备技术与集成

 

宽禁带半导体GaN能够在更高电压、更高频率以及更高的温度下工作，在高效功率转换，射频功放，以及极端环境电子应用方面具有优异的材料优势。近日，“2023功率与光电半导体器件设计及集成应用论坛”将于西安召开。论坛由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）指导，西安交通大学、极智半导体产业网（www.casmita.com）、第三代半导体产业主办，西安电子科技大学、中国科学院半导体研究所、第三代半导体产业技术创新战略联盟人才发展委员会、全国半导体应用产教融合（东莞）职业教育集团联合组织、西安和其光电股份有限公司等单位协办。

报告中介绍，美国国防部高级研究计划局（DARPA）将GaN列为改变世界的13大技术之一。国家十四五规划“集成电路”专栏明确要求发展碳化硅，氮化镓等宽禁带半导体。发展GaN等功率半导体对推进 “碳达峰&碳中和”战略提供重要技术支撑。

报告中指出，高频低压最能体 现 GaN 的高效优势！低压是GaN基异质结功率器件的未来优势领域，大尺寸Si基AlGaN/GaN增强型MIS-HEMT是GaN低压功率芯片的发展趋势。超薄势垒Si基GaN技术是实现GaN基功率集成的良好平台。

报告介绍，研究基于超薄势垒AlGaN(<6nm)/GaN异质结构，实现了无需刻蚀AlGaN的本征增强型MIS-HEMT，器件具有高阈值(~2.7 V)、良好的阈值均匀性以及较低的关态漏电，突破了P-GaN增强型HEMT的阈值瓶颈。

基于超薄势垒AlGaN/GaN异质结构平台实现了E/D模n沟道MIS-HEMT，低开启电压功率二极管，以及高击穿电压p/n沟道增强型MOSFET，为全GaN功率和射频器件、数字/驱动电路的单片集成奠定了基础；Si基超薄势垒MIS-HEMT技术路线是未来GaN智能功率超越摩尔发展的良好选择。

审核编辑：刘清