選擇區(qū)域外延槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET的研究

楊　帆，何　亮，鄭　越，沈　震，劉　揚

（中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院電力電子及控制技術(shù)研究所，廣州510275）

選擇區(qū)域外延槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET的研究

楊帆，何亮，鄭越，沈震，劉揚

（中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院電力電子及控制技術(shù)研究所，廣州510275）

高性能GaN常關(guān)型功率開關(guān)器件的實現(xiàn)是目前研究的熱點。槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET以其柵壓擺幅冗余度大、柵極漏電流小等優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注。制備槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET需要的刻蝕方法會在柵極溝道引入缺陷，影響器件的穩(wěn)定性。首先，提出選擇區(qū)域外延方法制備槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET，期望避免刻蝕對柵極溝道的損傷；再通過改進(jìn)選擇區(qū)域外延工藝（包括二次生長界面和異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面的分離及抑制背景施主雜質(zhì)），使得二次生長的異質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)水平。研究結(jié)果表明，選擇區(qū)域外延方法能夠有效保護柵極導(dǎo)通界面，使器件具備優(yōu)越的閾值電壓穩(wěn)定性；同時也證明了選擇區(qū)域外延方法制備槽柵結(jié)構(gòu)GaN常關(guān)型MOSFET的可行性與優(yōu)越性。

AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)；常關(guān)型；MOSFET；選擇區(qū)域外延；閾值電壓穩(wěn)定性

引言

以GaN為代表的III族氮化物具有寬禁帶、高臨界擊穿場強、高電子飽和漂移速度以及高導(dǎo)通的AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)二維電子氣等優(yōu)點，非常適合制備高溫、高頻和大功率的功率開關(guān)器件［1］。但在實現(xiàn)GaN功率開關(guān)器件產(chǎn)業(yè)化上，仍面臨著諸多技術(shù)難點，基于失效安全考慮的GaN常關(guān)型功率開關(guān)器件的制備是關(guān)鍵技術(shù)之一。目前常關(guān)型GaN器件的實現(xiàn)方法有3種：結(jié)型柵結(jié)構(gòu)（p型柵）［2］、共源共柵級聯(lián)法（Cascode）［3］和槽柵結(jié)構(gòu)MOSFET［4-6］?！?br>