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住友电气开发“后5G”GaN HEMT

2022/12/1 10:09:01      材料来源:化合物半导体

器件使用N极性GaN和铪作为栅极绝缘层

 

住友电气开发了一种GaN HEMT,采用N极性GaN,栅极绝缘层采用世界上第一种铪(Hf)基高耐热高介电材料,将目光投向将实现更大的容量和高速通信的后5G时代。

 

传统上,Ga极性(0001取向)GaN已被广泛使用。然而,随着对更高功率和更高频率的需求,人们的注意力集中在改善N极性(000-1取向)(晶体取向与Ga极性不同)的特性上,这使得能够实现反向HEMT结构,从而增加器件设计的自由度并减少漏电流(如上图所示)。

 

同时,N极性晶体有一个问题,即容易出现由称为小丘的异常生长引起的不规则性。此外,在器件设计方面,实现倒置HEMT结构需要开发高质量的栅极绝缘层,该层将代替传统的半导体阻挡层而用作栅电极的阻挡层。

 

 

住友电气制造了高质量的无小丘N极性晶体(见上图)。此外,通过将一种用于最先进的硅晶体管的Hf基高耐热高介电材料首次应用于具有挑战性的栅极绝缘层,该公司完成了一种包含高介电的N极性晶体晶体管,并实现了优异的高频特性。

 

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这一成就是由新能源和工业技术发展组织(NEDO)委托的“加强后5G电信系统基础设施的研究与开发项目”的成果。详情于2022年10月17日(当地时间)在美国凤凰城举行的2022 IEEE BiCMOS和化合物半导体集成电路与技术研讨会(BCICTS)上公布。

 

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