《新型InAlN/GaN異質結功率器件新結構與模型》是依託電子科技大學,由周琦擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型InAlN/GaN異質結功率器件新結構與模型
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周琦
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型氮化鎵（GaN）異質結材料及其器件技術是GaN半導體研究領域的熱點和前沿課題之一。本申請針對新型GaN異質結-InAlN/GaN高壓器件技術的關鍵問題進行理論與實驗的創新研究：1、提出一種複合調製遂穿（CMT）高壓InAlN/GaN HEMT新結構，運用半導體能帶理論研究器件結構、外加電場對異質結能帶的影響，揭示GaN器件一種新的工作機理；2、建立GaN異質結器件基於源極電子注入(SEI)的器件擊穿物理模型，為研究GaN功率器件提供新的理論基礎。在SEI模型指導下探索InAlN/GaN器件耐壓與擊穿的物理本質，闡明新結構的優越性。通過器件仿真與實驗驗證獲得耐壓＞600 V、漏極電流＞300 mA/mm的新型高壓InAlN/GaN HEMT器件。本申請是一項器件理論與實驗相結合的套用基礎研究，對GaN電子器件的發展具有重要意義。
結題摘要
在本項目的支持下，已申請中國發明專利2項；發表SCI期刊論文和國際會議論文15篇。其中包括 IEEE EDL/TED/TIE/APL等器件領域頂級期刊論文10篇，在功率半導體國際頂級會議ISPSD發表論文2篇，2015年在該會議作大會口頭報告並成為GaN領域中國大陸在 ISPSD 迄今唯一大會口頭報告。其中兩項研究成果被國外知名線上科技新聞媒體《Semiconductor Today》作為GaN功率器件重要研究進展進行專題報導。 針對InAlN/GaN HFET漏電大、擊穿電壓低這一業界普遍面臨的問題，揭示了源極電子注入誘發溝道碰撞電離物理模型，準確闡釋了InAlN/GaN HFET擊穿機理，提出低勢壘肖特基接觸技術，通過最佳化器件體內電場分布顯著提高擊穿電壓。發明了肖特基源/漏和肖特基/歐姆混合源/漏兩種InAlN/GaN電晶體新結構，器件耐壓分別提高170 %和253 %，達InAlN/GaN HEMT國際同期最好。本項目全面完成了預期研究目標，研究成果包括：1.提出了CMT高壓InAlN/GaN HEMT新結構。根據半導體能帶理論，從器件物理出發揭示了GaN異質結器件利用源極肖特基接觸技術來提高InAlN/GaN器件耐壓的工作機理。2.建立了CMT高壓InAlN/GaN HEMT器件耐壓機理與SEI模型。從InAlN/GaN異質結材料上探索了器件漏電及擊穿的本質關係，為高壓功率器件的突破提供了理論基礎與指導思想。3.研製了肖特基源極/漏極（SSD）InAlN/GaN HEMT和肖特基源（SS）InAlN/GaN HEMT等器件。獲得耐壓650 V、漏極電流334 mA/mm 的新型高壓CMT器件。
