本文關鍵詞：面向高性能GaN基功率電子的器件物理研究

  更多相關文章： 氮化鎵 功率電子器件 界面態(tài) 動態(tài)導通電阻 增強型 柵介質 可靠性

【摘要】：氮化鎵(GaN)功率電子器件具有高擊穿電壓、高工作頻率、高電流輸出能力以及耐高溫等優(yōu)點,有望成為下一代高效電源管理系統(tǒng)芯片的最佳候選之一.本文從界面態(tài)起源、極化能帶工程以及可靠性機理等角度分析了GaN基功率電子器件所面臨的器件物理挑戰(zhàn),包括柵極閾值不穩(wěn)定性、高壓動態(tài)導通電阻退化、高閾值柵技術和柵介質長期可靠性等關鍵科學問題和技術瓶頸.分析指出(Al)GaN表面的無序氧化可能是GaN基器件表/界面態(tài)的主要來源,并有針對性地介紹了界面氮化插入層、極性等離子增強原子層沉積AlN薄膜(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposited AlN,PEALD-AlN)鈍化、F離子注入與高溫柵槽刻蝕增強型技術,以及低壓化學氣相沉積SiNx(Low-Pressure Chemical Vapor Deposited SiNx,LPCVD-SiNx)和O3-Al2O3高絕緣柵介質等提高GaN基增強型器件性能的新型工藝技術.系統(tǒng)分析了國際有關高性能GaN功率電子器件研究的最新進展,及未來面臨的機遇和挑戰(zhàn).
【作者單位】： 中國科學院微電子研究所中國科學院微電子器件與集成技術重點實驗室;香港科技大學電子及計算機工程學系;
【關鍵詞】： 氮化鎵 功率電子器件 界面態(tài) 動態(tài)導通電阻 增強型 柵介質 可靠性
【基金】：中國科學院微電子器件與集成技術重點實驗室課題基金 國家自然科學基金(編號:61474138,61534007,61527816,61404163) 香港研究資助局優(yōu)配研究項目(編號:611512,16207115) 香港創(chuàng)新科技基金項目(編號:ITS/192/14FP)資助
【分類號】：TN303
【正文快照】： 相對于傳統(tǒng)Si和GaAs等半導體材料,新型寬禁帶半導體材料氮化鎵(GaN)具有禁帶寬度大(~3.4 eV)、臨界擊穿電場高(3 MV/cm)、電子漂移飽和速度高(~2.5×107 cm/s)、導熱率高以及化學穩(wěn)定性好等特點[1].尤其是GaN本身非常強的自發(fā)(Spontaneous Polarization)和壓電極化(Piezoelec

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