新型Al2O3/InAlGaN/GaN MOS-HEMT:1.7 A/mm高漏极电流与+1.5 V阈值电压的世界纪录

1 下载量 80 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 2.25MB PDF 举报
本文主要探讨了一项在高性能电子器件领域的重要突破——增强模式的Al2O3/InAlGaN/GaN金属氧化物半导体-双极型场效应晶体管(MOS-HEMT)。这种新型器件的特点在于它实现了前所未有的高漏极电流密度,达到了惊人的1.7 A/mm,这在MOS-HEMT技术的历史上是一个显著的里程碑。这一突破的关键在于采用了一种四元材料InAlGaN作为势垒层,以及对栅极工艺进行了自我对齐的改进。 首先,研究人员采用了一种创新的数字刻蚀工艺来实现栅极的减小,这种方法提高了刻蚀精度和一致性。同时,他们开发了一种利用氧气等离子体辅助的Al2O3作为门极绝缘层的技术,这有助于降低漏电率并增强器件的稳定性。这些改进共同作用,使得该器件在保持1.5 V的阈值电压(VTH)的同时,具有了极低的开关电阻(Ron),仅为2.0 Ω·mm,显示出极高的效率。 此外,该研究还着重展示了器件优秀的阈值电压滞回特性,表明了在多次开关操作后,其性能保持稳定,这对于电子设备的可靠性和长期使用寿命至关重要。InAlGaN/GaN材料的优势在于其宽的禁带宽度、大的击穿场强以及高速电子移动能力,这些特性使其在高速、高温和高压环境下具有卓越的表现,对于现代微电子系统的设计有着重要的应用价值。 这篇研究论文不仅揭示了增强模式Al2O3/InAlGaN/GaN MOS-HEMT在电流密度和阈值电压方面的突破,而且还展现了其在降低能耗、提高开关速度和可靠性方面的进步。这项成果对于推动电子器件技术的发展,尤其是在高性能微电子器件如功率放大器、射频器件和高密度集成电路中的应用,具有深远的影响。未来的研究可能会进一步优化这些技术,以满足日益增长的电子设备性能需求。