微電子所在氮化鎵高壓電力電子器件領(lǐng)域取得最新進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院微電子研究所高頻高壓中心在氮化鎵高壓電力電子器件領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，提出了一種低損傷、高性能的新型氮化鎵橫向肖特基二極管結(jié)構(gòu)，有望提升各類電源和無線充電系統(tǒng)的效率和功率密度，顯著降低系統(tǒng)成本，具有廣闊的市場前景。
 

肖特基二極管是各類電源模塊、UPS、光伏發(fā)電、電動汽車、無線充電應(yīng)用中必不可少的原件，主要用于整流、續(xù)流以及防護(hù)用途。對比傳統(tǒng)的硅基肖特基二極管，氮化鎵肖特基二極管更耐壓，適合于300V以上的電路系統(tǒng)，具有非常廣闊的應(yīng)用空間。傳統(tǒng)的氮化鎵肖特基二極管存在開啟電壓與反向泄露電流相互制約的問題。為滿足大規(guī)模生產(chǎn)制備的需求，開發(fā)具有高均勻、高可靠的工藝是實(shí)現(xiàn)氮化鎵肖特基二極管產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
 

微電子所研究員劉新宇研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料體系，通過采用導(dǎo)電機(jī)制融合和能帶分區(qū)調(diào)控的先進(jìn)技術(shù)路線改變傳統(tǒng)氮化鎵肖特基二極管正向電壓與反向電流等參數(shù)之間的經(jīng)典調(diào)控規(guī)律，采用無損傷工藝，提升了器件的均勻性和可靠性，進(jìn)一步提升了氮化鎵肖特基二極管的性能。測試結(jié)果達(dá)到1700V反向耐壓，正向開啟電壓達(dá)到0.38V以及高防浪涌能力，為肖特基二極管器件市場提供了一種新選擇。

基于該研究成果的論文Recess-Free AlGaN/GaN Lateral Schottky Barrier Controlled Schottky Rectifier with Low Turn-on Voltage and High Reverse Blocking 被2018年IEEE國際功率半導(dǎo)體器件與功率集成電路會議(ISPSD 2018)收錄，團(tuán)隊(duì)成員康玄武在大會上作了口頭報(bào)告，這是中科院的科研團(tuán)隊(duì)首次受邀在該頂級國際會議上作大會報(bào)告。