增强型功率氮化镓器件结构设计进展

作为宽带隙材料，GaN具有击穿电压高、热导率大、开关频率高，以及抗辐射能力强等优势。

在低缺陷密度块体 GaN 衬底上生长低缺陷密度外延层，与在非 GaN 衬底上制造的横向GaN器件相比，它导致垂直功率器件在电压和热应力下具有更高的可靠性。垂直 GaN 功率器件能够为要求最苛刻的应用供电 ，例如数据中心 服务器、电动汽车、太阳能逆变器 、电机和高速列车的电源。

近日，第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）在厦门国际会议中心召开。期间，“氮化镓功率电子器件技术分会“上，成都氮矽科技有限公司器件设计总监朱仁强带来了“增强型功率氮化镓器件结构设计进展”的主题报告。

功率氮化镓目前主要采用横向结构（GaN-on-Si Lateral HEMT）。垂直氮化镓器件中存在氮化镓衬底成本高的挑战。

报告围绕增强型氮化镓垂直功率器件，分享了GaN HEMT基本结构、Cascode实现常关型、氟离子注入技术、凹槽栅结构、三维Tri-gate结构，p-GaN gate结构等技术内容，以及GaN HEMT器件设计思路，功率氮化镓HEMT器件产业界技术路线。

其中，p-GaN gate 结构实现增强型器件，栅极区域插入p-(Al)GaN，提升导带能级，以实现二维电子气耗尽，工艺相对简单可控，器件稳定性高。

审核编辑：刘清