26日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校微電子學(xué)院龍世兵教授課題組聯(lián)合中科院蘇州納米所加工平臺，分別采用氧氣氛圍退火和氮離子注入技術(shù)，首次研制出了氧化鎵垂直槽柵場效應(yīng)晶體管。相關(guān)研究成果日前分別在線發(fā)表于《應(yīng)用物理通信》《IEEE電子設(shè)備通信》上。

作為新一代功率半導(dǎo)體材料，氧化鎵的p型摻雜目前尚未解決，氧化鎵場效應(yīng)晶體管面臨著增強(qiáng)型模式難以實現(xiàn)和功率品質(zhì)因數(shù)難以提升等問題，因此急需設(shè)計新結(jié)構(gòu)氧化鎵垂直型晶體管。

研究人員分別采用氧氣氛圍退火和氮離子注入工藝制備了器件的電流阻擋層，并配合柵槽刻蝕工藝研制出了不需P型摻雜技術(shù)的氧化鎵垂直溝槽場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)。氧氣氛圍退火和氮離子注入所形成的電流阻擋層均能夠有效隔絕晶體管源、漏極之間的電流路徑，當(dāng)施加正柵壓后，會在柵槽側(cè)壁形成電子積累的導(dǎo)電通道，實現(xiàn)對電流的調(diào)控。類似于硅經(jīng)過氧氣氛圍退火處理可形成高阻表面層，氧化鎵采用該手段制備電流阻擋層具有缺陷少、無擴(kuò)散、成本低等特點(diǎn)，器件的擊穿電壓可達(dá)到534伏特，為目前電流阻擋層型氧化鎵MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）器件最高值，功率品質(zhì)因數(shù)超過了硅單極器件的理論極限。

研究人員表示，這兩項工作為氧化鎵晶體管找到了新的技術(shù)路線和結(jié)構(gòu)方案。