具复合栅极和阶梯结构的新型GaN垂直晶体管研究

GaN因其特性，作为高性能功率半导体 材料而备受关注，近年来其开发和市场导入不断加速。垂直型GaN功率器件比水平型更适合高电压和大电流，这使得垂直GaN能够为最苛刻的应用提供动力，但也存在成本等问题。

 

 

近日，第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）于厦门召开。期间，“氮化镓功率电子器件技术分论坛”上，华南师范大学尹以安研究员做了“具复合栅极和阶梯结构的新型GaN垂直晶体管研究”的主题报，分享了最新研究成果。研究内容涉及复合栅极结构、能带调制技术路线、电场调制技术路线、低导通电阻的技术路线等。

增强型p-GaN栅极HEMT器件研究涉及实验增强型p-GaN栅极HEMT、p-GaN栅极长度对性能的影响、渐变P型和非栅区刻蚀优化、源极-漏极刻蚀深度对器件性能的影响、无金欧姆接触的研制等。垂直HEMT器件的实现研究方面，涉及主流垂直器件基板的选择、EC直接剥离GaN的原理、垂直HEMT器件的实验验证等。

报告指出，结合 Mis结构、p栅极及阶梯式的P型埋层可获得：高Vth:4.14V，高BV:3065V 低RON:1.45mΩ·cm2,  FOM :6.56GWcm-2。渐变p-GaN结构++优化非p栅区的蚀刻深度++优化源极-漏极蚀刻深度++最优化p栅极长度++无金欧姆接触：获得Emode，高Vth:2.6V，p栅极长度为2μm。栅极和漏极之间的间距为12μm是最佳的。源极-漏极蚀刻深度为8-10nm。实现垂直HEMT器件的低成本低缺陷：EC直接剥离蓝宝石衬底成为可能。

审核编辑：刘清