ICC訊 7月5日,東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所(Institute of Industrial Science, University of Tokyo)開發(fā)了一種利用濺射法合成高質(zhì)量氮化物半導(dǎo)體晶體的方法,并成功合成了新型電極晶體“AIGaN”。該公司宣布,通過與下一代功率半導(dǎo)體材料“氮化鋁鎵 (AlGaN)”接觸,成功制作出低電阻的高性能 AlGaN 晶體管原型。
該結(jié)果基于東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所助理教授前田良太、上野晃平、副教授小林敦和藤岡浩的研究團隊。詳細(xì)內(nèi)容發(fā)表在日本應(yīng)用物理學(xué)會出版的學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用物理快報》上。
SiC、GaN等下一代功率半導(dǎo)體材料目前正在投入實際使用。通常,由輕元素構(gòu)成的半導(dǎo)體被認(rèn)為具有高的耐介質(zhì)擊穿性,即使是GaN,如果將一部分Ga替換為較輕的Al的AlGaN,則可以獲得具有更高的耐介質(zhì)擊穿性的晶體。已被確認(rèn)。因此,AlGaN作為下一代功率半導(dǎo)體材料的應(yīng)用被寄予厚望。
然而,AlGaN半導(dǎo)體中的電子具有高能態(tài),難以從外部注入電子,因此電極部分的電阻增大,難以制造出具有良好特性的晶體管。另外,由于在GaN、AlGaN等氮化物半導(dǎo)體的生長中使用了作為高價的結(jié)晶生長法的MOCVD法,因此還存在裝置的制造成本高的問題。
因此,研究小組現(xiàn)在正在開發(fā)一種使用濺射法合成高質(zhì)量氮化物半導(dǎo)體晶體的方法,該方法可以有效且廉價地生產(chǎn)用于一般硅半導(dǎo)體制造工藝的薄膜,據(jù)說已經(jīng)完成。
他們還發(fā)現(xiàn),通過將Si原子以1×10 20 cm^ -3以上的高濃度引入GaN晶體中,可以合成一種新材料簡并GaN,其中一些簡并GaN晶體處于高能態(tài)。他還發(fā)現(xiàn),電子的存在使得通過將簡并GaN與AlGaN作為新的電極晶體接觸,可以將電子注入到低電阻的AlGaN中。
此外,在本研究中,我們成功地制作了一種高性能 AlN/AlGaN 異質(zhì)結(jié)高電子遷移率晶體管 (HEMT),該晶體管的電子注入層的源極和漏極使用AlGaN,并且具有低電阻。還證明了它可以實現(xiàn)高性能的AlGaN晶體管。
研究小組表示,通過使用這種方法,可以制造低成本、高性能的功率半導(dǎo)體材料,并將其用作下一代無線通信元件,如未來的高性能功率轉(zhuǎn)換元件和6G通訊,預(yù)計會用到。因此,研究團隊計劃優(yōu)化新設(shè)備的結(jié)構(gòu),為未來的社會化應(yīng)用做準(zhǔn)備。
新聞來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
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