在本周的国际电子器件会议上，纳米电子学研究中心imec展示了一种创新的、简单的、坚固的GaN-on-Si功率开关器件双异质结构场效应晶体管(FET)架构。该结构满足电源开关电路的正常关断要求，并具有低泄漏和高击穿电压的特点，这两个基本参数都是降低大功率开关应用中的功率损耗的关键参数。
高压功率器件传统上基于Si-MOSFET结构。然而，在许多应用中，硅功率器件已经达到了固有材料的极限。由于gan化合物的高带隙(优异的输运特性)和高的电击穿场，它是目前取代Si功率器件的最佳候选材料。然而，GaN功率器件的成本较高。与其他衬底相比，在大直径硅晶片(可能高达200mm)上生长的gan薄膜提供了更低成本的技术。
Imec通过在Si衬底上生长SiN/AlGaN/GaN/AlGaN双异质结构FET结构，获得了近1000V的高击穿电压和低导通电阻。通过将其双异质结构FET结构与在与iii -氮化物层相同外延顺序下生长的原位SiN相结合，imec成功地获得了e模式器件的工作。出于安全考虑，这在应用程序中通常是必需的。该工艺是基于原位选择性去除SiN的优化工艺。制备的SiN/AlGaN/GaN/AlGaN双异质结构FET具有980V的高击穿电压、良好的均匀性和3.5 mW的低动态比导通电阻。Cm2是目前最先进的。这些结果为GaN-on-Si功率器件提供了巨大的市场机会。
在imec关于GaN-on- si技术的工业合作项目(IIAP)中，imec及其合作伙伴专注于开发用于电源转换和固态照明应用的GaN技术。该计划的一个重要目标是通过使用大直径氮化镓-硅，从而利用经济规模来降低氮化镓技术成本。Imec邀请集成器件制造商和复合半导体行业加入该计划。合作伙伴可以利用imec在GaN领域的广泛专业知识，并从成本、风险和人才共享中获益。