具復(fù)合柵極和階梯結(jié)構(gòu)的新型GaN垂直晶體管研究

GaN因其特性，作為高性能功率半導(dǎo)體 材料而備受關(guān)注，近年來其開發(fā)和市場(chǎng)導(dǎo)入不斷加速。垂直型GaN功率器件比水平型更適合高電壓和大電流，這使得垂直GaN能夠?yàn)樽羁量痰膽?yīng)用提供動(dòng)力，但也存在成本等問題。

近日，第九屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）于廈門召開。期間，“氮化鎵功率電子器件技術(shù)分論壇”上，華南師范大學(xué)尹以安研究員做了“具復(fù)合柵極和階梯結(jié)構(gòu)的新型GaN垂直晶體管研究”的主題報(bào)，分享了最新研究成果。研究?jī)?nèi)容涉及復(fù)合柵極結(jié)構(gòu)、能帶調(diào)制技術(shù)路線、電場(chǎng)調(diào)制技術(shù)路線、低導(dǎo)通電阻的技術(shù)路線等。

增強(qiáng)型p-GaN柵極HEMT器件研究涉及實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)型p-GaN柵極HEMT、p-GaN柵極長(zhǎng)度對(duì)性能的影響、漸變P型和非柵區(qū)刻蝕優(yōu)化、源極-漏極刻蝕深度對(duì)器件性能的影響、無金歐姆接觸的研制等。垂直HEMT器件的實(shí)現(xiàn)研究方面，涉及主流垂直器件基板的選擇、EC直接剝離GaN的原理、垂直HEMT器件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。

報(bào)告指出，結(jié)合 Mis結(jié)構(gòu)、p柵極及階梯式的P型埋層可獲得：高Vth:4.14V，高BV:3065V 低RON:1.45mΩ·cm2,FOM :6.56GWcm-2。漸變p-GaN結(jié)構(gòu)++優(yōu)化非p柵區(qū)的蝕刻深度++優(yōu)化源極-漏極蝕刻深度++最優(yōu)化p柵極長(zhǎng)度++無金歐姆接觸：獲得Emode，高Vth:2.6V，p柵極長(zhǎng)度為2μm。柵極和漏極之間的間距為12μm是最佳的。源極-漏極蝕刻深度為8-10nm。實(shí)現(xiàn)垂直HEMT器件的低成本低缺陷：EC直接剝離藍(lán)寶石襯底成為可能。

審核編輯：劉清