平湖实验室成功制备国内首个氮化铝/富铝镓氮高电子迁移率晶体管

氮化铝（AlN）作为禁带宽度最大的超宽禁带半导体材料，具有高达15.4 MV/cm的击穿场强和高达340W/(m·K)的热导率，是耐高温、耐高压大功率器件的理想材料，也被称为唯一能够满足138-230 kV电网需求的半导体。目前国内关于氮化铝功率器件的报道主要集中在二极管器件。

近日，深圳平湖实验室超宽禁带半导体ZHANG Daohua、万玉喜团队和北京大学沈波教授及南方科技大学宋爱民教授团队合作，成功制备了国内首个氮化铝为垒层、富铝镓氮为沟道的 高电子迁移率晶体管（HEMT）功率器件（见图1）。

该研究是在没有离子注入和窄带隙材料（如二次外延）等改进欧姆接触电阻和加场板改进击穿电压的情况下，LGD为25 μm的HEMT器件的关态击穿电压和比导通电阻率分别为2045 V和1736 mΩ·cm2。增加LGD至50 μm，器件关态击穿电压和比导通电阻率将分别变为大于3 kV和3012 mΩ·cm2（图2）。

研究团队表示，后续将继续优化材料性能、欧姆接触、2DEG方阻和器件结构及工艺，进一步提升器件性能。氮化铝HEMT器件的成功制备对加速我国在氮化铝器件方面的研究，突破功率器件功率密度低和散热差等技术瓶颈具有重要意义。

图1 AlN HEMT结构。

图2 HEMT器件正向输出特性（左）和器件反向I-V特性（右）。

注：深圳平湖实验室ZHANG Daohua、万玉喜团队供稿

来源：第三代半导体产业

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