近日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。

 

期間，德國愛思強股份有限公司協(xié)辦的“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)”分會上，中國電科十三所重點實驗室高級工程師王元剛帶來了“高性能Ga2O3  SBD功率器件研究”的主題報告，分享了最新研究成果。超寬禁帶氧化鎵（Ga2O3）材料具大禁帶寬度（4.5-4.8 eV）、高臨界擊穿場強（8 MV/cm）、低成本和大尺寸等優(yōu)勢，在功率開關(guān)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。超寬禁帶氧化鎵半導(dǎo)體是支撐未來軌道交通、新能源汽車、能源互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的重點核心材料，是目前國際研究的熱點。

 

受限于介質(zhì)/氧化鎵高界面態(tài)密度，普通場板被高界面態(tài)屏蔽，難以發(fā)揮提升擊穿電壓的作用。研究首次提出自對準類空氣橋場板結(jié)構(gòu)，將陽極金屬與界面態(tài)有效分離，降低界面態(tài)對場板的影響。基于BOE溶液對SiO2和SiNx腐蝕速率的差別，研究引入SiO2和SiNx雙層鈍化層，其中下層為腐蝕速率更快的SiO2，利用自對準濕法腐蝕，形成空氣橋結(jié)構(gòu)；通過控制腐蝕時間控制空氣橋長度。自對準濕法腐蝕工藝不僅工藝簡單，而且有利于實現(xiàn)高對稱性微型空氣橋結(jié)構(gòu)。相比于含常規(guī)場板的氧化鎵SBD器件，制備的含新型自對準類空氣橋場板氧化鎵SBD擊穿提高提升兩倍以上，達到1100V，同時實現(xiàn)了較低比導(dǎo)通電阻，僅為1.83 mΩ·cm2。實驗表明自對準類空氣橋場板工藝簡單，且耐壓改善效果顯著，是一種有效的終端技術(shù)。

報告指出，超寬禁帶氧化鎵功率器件兼?zhèn)涓吣蛪骸⒌碗娮韬偷统杀救貎?yōu)勢，是未來支撐軌道交通、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的重點核心電子元器件。PECVD淀積介質(zhì)存在較為嚴重的界面態(tài)，場板技術(shù)無法充分發(fā)揮作用。通過引入熱氧化技術(shù)、自對準空氣橋技術(shù)以及自氧化P型NiO技術(shù)，大幅提升氧化鎵SBD功率器件耐壓性能。探索新型高耐壓終端結(jié)構(gòu)改善器件耐壓、降低比導(dǎo)通電阻、增大器件耐受功率以及尋求器件散熱新途徑是未來氧化鎵功率器件發(fā)展的主要攻關(guān)方向。
 

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）