N極性GaN HEMT是目前業(yè)界的研究熱點(diǎn)。

GaN晶體管是通過利用“二維電子氣”來實(shí)現(xiàn)高速操作，而二維電子氣的密度會(huì)隨著GaN和AlGaN之間的電極化差異而變化。一般來說，AlGaN 中20%的 AlN 比例可提供足夠高的導(dǎo)電性，但隨著第六代移動(dòng)通信系統(tǒng) (6G) 對(duì)高速通信需求的增加，業(yè)界已經(jīng)嘗試進(jìn)一步提高它的導(dǎo)電性。

大阪大學(xué)官網(wǎng)發(fā)文稱，他們已經(jīng)成功研發(fā)了2英寸低成本N極性GaN-on-AlN，并已將研究成果發(fā)表在美國(guó)科學(xué)期刊《Science Advances》上。

該技術(shù)有幾個(gè)特點(diǎn)：

● 用藍(lán)寶石開發(fā)了低成本N極性AlN襯底;

● AlGaN 的 AlN 比例從20%提高到100%;

● 二維電子氣達(dá)到3.6×1013cm-2 。

住友電工官網(wǎng)發(fā)文稱，開發(fā)出了世界上第一個(gè)可用于“后5G”的單晶襯底GaN HEMT。該器件是通過在GaN 晶體中添加N極性所制成的，可滿足晶體管高輸出、高頻率的需求。

報(bào)道稱，這是NEDO關(guān)于“加強(qiáng)后5G信息通信系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施研究開發(fā)項(xiàng)目”的成果。2020年6月，NEDO發(fā)布了該決定，并計(jì)劃讓住友電工從事高頻器件高功率、小型化技術(shù)的開發(fā)。

此前，GaN晶體廣泛使用的是Ga極性，為了實(shí)現(xiàn)更高的輸出和更高的頻率，業(yè)界正在開發(fā)反向的HEMT結(jié)構(gòu)，來增加器件設(shè)計(jì)的自由度，并可以抑制漏電流。但是，N極性單晶襯底的晶面存在缺陷，因此，在器件設(shè)計(jì)方面，開發(fā)HEMT結(jié)構(gòu)需要解決高質(zhì)量柵極絕緣膜的挑戰(zhàn)擋層。住友電工稱，他們利用其自身多年積累的晶體生長(zhǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了幾乎沒有“缺陷”的高質(zhì)量N極晶體。另外，住友電工還完成了使用高介電材料的N極晶體管，并實(shí)現(xiàn)了出色的高頻特性。住友電工表示，具有高頻率和低功耗特性的GaN-HEMT對(duì)于實(shí)現(xiàn)“后5G”至關(guān)重要，未來他們將繼續(xù)開發(fā)技術(shù)，進(jìn)一步為提高高頻通信、節(jié)能和社會(huì)脫碳做出貢獻(xiàn)。

審核編輯：湯梓紅