苏州纳米所孙钱团队：在功率半导体器件和集成电路研究中取得进展

点击蓝字关注我们

氮化镓（GaN）是一种宽禁带半导体，第三代半导体的典型代表。与第一代半导体硅基的器件相比，GaN器件具有更高耐压、更快开关频率、更小导通电阻等特性，在功率电子器件领域得到广泛应用。相关研究显示，GaN器件适用于68%的功率器件市场；在功率转换电路中应用GaN器件可消除整流器在进行交直流转换时90%的能量损失，极大提高了能源利用效率；可使笔记本等电源适配器的体积缩小，减小设备体积，提高集成度。 在实际应用中，为实现失效安全的增强模式（E-mode）操作，科研人员广泛研究了基于凹槽栅结构的MIS栅、p-GaNregrowth栅增强型GaN HEMT器件。在实际的器件制备过程中，精确控制栅极凹槽刻蚀深度、减小凹槽界面态密度直接影响器件阈值电压均匀性、栅极可靠性，在大规模量产中会直接影响器件的量产良率。 

近期，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员孙钱团队博士研究生苏帅、钟耀宗等在p-GaN Regrowth器件制备技术、器件可靠性测试分析技术等方面取得进展，制备的器件阈值电压达到~1.7 V@I_DS= 10 μA/mm、开关比达5×10¹⁰、输出电流400mA/mm以上，器件综合性能优异；在栅极凹槽深度高均匀性的精确控制及减小凹槽界面态密度方面，利用自主创新的MOCVD热分解自终止技术手段实现了精确可控的栅极凹槽制备，且凹槽深度均匀性大幅提高，同时栅极界面态密度减小1~2个数量级，达到 ~10¹¹ eV^-1·cm^-2 ，有助于高性能MIS、pGaN栅极增强型器件的研发。 

GaN HEMT 电力电子器件的应用GaN HEMT 增强型器件技术路线及关键科学问题　　　   　 　　（a）：MOCVD热分解实现高均匀性低界面态栅极凹槽结构的技术路线；（b）：基于MOCVD热分解制备的凹槽的表面形貌，热分解自终止的验证及片上均匀性统计；（c）：利用变频CV表征栅极界面态密度

相关成果发表在电子器件领域期刊IEEE Electron Device Letters 、ACS Applied Materials & Interfaces、IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics，以及第三十二届功率半导体器件和集成电路国际会议上。主要作者为苏帅、钟耀宗，通讯作者为孙钱、副研究员周宇。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划课题、中科院重点前沿科学研究计划、江苏省重点研发计划项目。 

原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9159675https://ieeexplore.ieee.org/document/9170199

来源:中科院苏州纳米所

相关阅读湖南大学邹旭明副教授团队《Nat. Commun.》：新型半导体材料光电器件研究取得重要系列进展！
内蒙古大学王蕾研究员课题组 Angew : 半导体抗光腐蚀研究方面取得新进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

扫描二维码

关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至[e-mail]，并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。