我科研人員為氧化鎵電晶體找到新結構方案

26日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校微電子學院龍世兵教授課題組聯合中科院蘇州奈米所加工平臺，分別採用氧氣氛圍退火和氮離子注入技術，首次研製出了氧化鎵垂直槽柵場效應電晶體。相關研究成果日前分別線上發表于《應用物理通信》《IEEE電子設備通信》上。

作為新一代功率半導體材料，氧化鎵的p型摻雜目前尚未解決，氧化鎵場效應電晶體面臨著增強型模式難以實現和功率品質因數難以提升等問題，因此急需設計新結構氧化鎵垂直型電晶體。

研究人員分別採用氧氣氛圍退火和氮離子注入工藝製備了器件的電流阻擋層，並配合柵槽刻蝕工藝研製出了不需P型摻雜技術的氧化鎵垂直溝槽場效應電晶體結構。氧氣氛圍退火和氮離子注入所形成的電流阻擋層均能夠有效隔絕電晶體源、漏極之間的電流路徑，當施加正柵壓後，會在柵槽側壁形成電子積累的導電通道，實現對電流的調控。類似于硅經過氧氣氛圍退火處理可形成高阻表面層，氧化鎵採用該手段製備電流阻擋層具有缺陷少、無擴散、成本低等特點，器件的擊穿電壓可達到534伏特，為目前電流阻擋層型氧化鎵MOSFET（金屬氧化物半導體場效應電晶體）器件最高值，功率品質因數超過了硅單極器件的理論極限。

研究人員表示，這兩項工作為氧化鎵電晶體找到了新的技術路線和結構方案。