氮化鋁（AlN））作為禁帶寬度最大的超寬禁帶半導體材料，具有高達15.4 MV/cm的擊穿場強和高達340W/(m·K)的熱導率，是耐高溫、耐高壓大功率器件的理想材料，也被稱為唯一能夠滿足138-230 kV電網需求的半導體。目前國內關于氮化鋁功率器件的報道主要集中在二極管器件。
深圳平湖實驗室超寬禁帶半導體ZHANG Daohua、萬玉喜團隊和北京大學沈波教授及南方科技大學宋愛民教授團隊合作，成功制備了國內首個氮化鋁為壘層、富鋁鎵氮為溝道的 高電子遷移率晶體管（HEMT）功率器件（見圖1）。在沒有離子注入和窄帶隙材料（如二次外延）等改進歐姆接觸電阻和加場板改進擊穿電壓的情況下，LGD為25 µm的HEMT器件的關態擊穿電壓和比導通電阻率分別為2045 V和1736 mΩ·cm2。增加LGD至50 µm，器件關態擊穿電壓和比導通電阻率將分別變為大于3 kV和3012 mΩ·cm2（圖2）。后續將繼續優化材料性能、歐姆接觸、2DEG方阻和器件結構及工藝，進一步提升器件性能。氮化鋁HEMT器件的成功制備對加速我國在氮化鋁器件方面的研究，突破功率器件功率密度低和散熱差等技術瓶頸具有重要意義。
圖1 AlN HEMT結構。
圖2 HEMT器件正向輸出特性（左）和器件反向I-V特性（右）
