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【SSLCHINA 2015】陈敬:稳定可靠的GaN异质结构功率器件

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-11-05 来源:中国半导体照明网作者:芦丽浏览次数:562
  11月3日上午,为期三天的第十二届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2015)在深圳会展中心隆重举行了开幕式。论坛紧扣时代发展脉搏与产业发展趋势,以“互联时代的LED +”为大会主题,探讨产业发展大势。
 
  论坛期间举办的各类同期活动更可谓是一场场思想碰撞的精神盛宴。
 
  3日下午,在论坛隆重召开之际,2015中国国际第三代半导体技术与应用高峰论坛在深圳会展中心五层玫瑰厅如期举行,来自与第三代半导体相关的科研院所、研发机构、大专院校、龙头企业、工程设备公司等代表也如约而至,共同探讨第三代半导体发展、技术前沿与应用趋势,为抢占国际半导体领域战略制高点献计献策。
 
  北京大学物理学院教授、北京大学宽禁带半导体联合研究中心副主任沈波;香港科技大学教授陈敬教授共同主次了本次论坛。
 
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香港科技大学电子与计算机工程系教授陈敬
 
  宽禁带GaN功率开关器件因其能够实现低损耗传导、高频转换和高温作业而在制造高转换效率紧凑型功率转换系统中有很高的需求。由于制造成本较低,Si基GaN横向异质结场效应晶体管目前是产品开发的重点,其中常开型FET被用于混合型(即低压Si MOSFET和高压GaN FET)共源共栅结构,而常规型GaN FET被用于仅采用GaN的解决方案。
 
  香港科技大学电子与计算机工程系教授陈敬在“稳定可靠的GaN异质结构功率器件”的主题报告中,介绍了几种使得GaN MIS-HEMT及MOSC-HEMT的栅极绝缘层的稳定性及可靠性得以增强的技术。具体包括:在电介质与GaN间构造低陷阱密度界面的氮化界面层(NIL)技术;常关型GaN晶体管的NIL、栅槽与氟离子注入的整合;LPCVD(低压化学气相沉积)制备的低泄露长寿命SiNx栅极绝缘层。
 
  GaNMIS-HEMT(金属-绝缘层-半导体HEMT)或MOSC-HEMT(MOS-通道HEMT)具有抑制栅泄露和扩大栅摆动的优势,因而在高压电源开关方面比传统肖特基栅HEMT更为受欢迎。
 
  然而,栅极绝缘层的添加能够产生新的电介质/ III-N界面,由于在界面上通常存在高密度(1012–1014 cm-2eV-1)浅阱和深阱(含短和长发射时间常数τit)。这些阱的动态充电/放电过程将导致阈值电压(VTH)的不稳定性。
 
  此外,栅极绝缘层内的体陷阱,尤其是重要电介质/ III-N界面附近的边界陷阱,会缓慢限制/释放在前向或反向栅偏压应力下的载体,导致VTH的渐变及可能的栅降解。
 
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