氮化鎵(gan)是一種寬禁帶半導(dǎo)體,第三代半導(dǎo)體的典型代表。與*代半導(dǎo)體硅基的器件相比,gan器件具有更高耐壓、更快開(kāi)關(guān)頻率、更小導(dǎo)通電阻等特性,在功率電子器件領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相關(guān)研究顯示,gan器件適用于68%的功率器件市場(chǎng);在功率轉(zhuǎn)換電路中應(yīng)用gan器件可消除整流器在進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換時(shí)90%的能量損失,*提高了能源利用效率;可使筆記本等電源適配器的體積縮小,減小設(shè)備體積,提高集成度。
在實(shí)際應(yīng)用中,為實(shí)現(xiàn)失效安全的增強(qiáng)模式(e-mode)操作,科研人員廣泛研究了基于凹槽柵結(jié)構(gòu)的mis柵、p-ganregrowth柵增強(qiáng)型gan hemt器件。在實(shí)際的器件制備過(guò)程中,精確控制柵極凹槽刻蝕深度、減小凹槽界面態(tài)密度直接影響器件閾值電壓均勻性、柵極可靠性,在大規(guī)模量產(chǎn)中會(huì)直接影響器件的量產(chǎn)良率。
近期,*蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員孫錢(qián)團(tuán)隊(duì)博士研究生蘇帥、鐘耀宗等在p-gan regrowth器件制備技術(shù)、器件可靠性測(cè)試分析技術(shù)等方面取得進(jìn)展,制備的器件閾值電壓達(dá)到~1.7 v@ ids= 10 μa/mm、開(kāi)關(guān)比達(dá)5×1010、輸出電流400ma/mm以上,器件綜合性能優(yōu)異;在柵極凹槽深度高均勻性的精確控制及減小凹槽界面態(tài)密度方面,利用自主創(chuàng)新的mocvd熱分解自終止技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了精確可控的柵極凹槽制備,且凹槽深度均勻性大幅提高,同時(shí)柵極界面態(tài)密度減小1~2個(gè)數(shù)量級(jí),達(dá)到~1011ev-1·cm-2,有助于高性能mis、pgan柵極增強(qiáng)型器件的研發(fā)。
相關(guān)成果發(fā)表在電子器件領(lǐng)域期刊ieee electron device letters、acs applied materials & interfaces、ieee journal of emerging and selected topics in power electronics,以及第三十二屆功率半導(dǎo)體器件和集成電路會(huì)議上。主要作者為蘇帥、鐘耀宗,通訊作者為孫錢(qián)、副研究員周宇。研究得到自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、中科院重點(diǎn)前沿科學(xué)研究計(jì)劃、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。
原標(biāo)題:蘇州納米所在功率半導(dǎo)體器件和集成電路研究中取得進(jìn)展