来自美国麻省理工学院、新加坡麻省理工学院研究与技术联盟、IQE RF公司和哥伦比亚大学的团队报道[Yuhao Zhang et al, IEEE Electron Device Letters, vol40, p75, 2019].,大面积1.2千伏氮化镓垂直功率Fin-FET的开关性能创下新记录,这是“对大面积垂直氮化镓功率晶体管的电容、电荷和功率开关特性(figure of merits,FOM)的第一次实验研究”。
垂直氮化镓结构应能在更小的尺寸上实现更高的击穿电压,并便于热管理。该团队一年多前在2017年国际电子器件会议上报告了他们的设计[www.semiconductor-today.com/news_items/2017/dec/mit_.shtml]。该器件仅使用n型材料,使外延生长更容易,减少电荷存储问题。通常关闭性能由鳍片结构和栅极金属工作功能共同实现,在零栅极电位下产生通道的完全耗尽。正常关闭操作降低了功耗,并允许故障后容易关闭。
该器件结构的最新发展是在闸极衬垫边缘下引入了氩注入端接,“这在垂直GaN场效应晶体管中是首次”。
研究人员使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在2英寸重氮掺杂氮化镓基板上。轻掺杂N-GaN漂移层为~9.5μm,重掺杂N+-GaN帽为300nm。