低成本、高品質之次世代功率電子材料AlGaN製造方法

 

刊登日期:2022/8/8
  • 字級

東京大學發表開發了一項利用濺鍍技術(Sputtering)合成高品質氮化物半導體結晶的手法,將可透過廉價的方法製造高性能之功率電子元件。

相較於氮化鎵(GaN),具有更高絕緣破壞耐性之氮化鋁鎵(AlGaN)材料可望成次世代功率電子材料而備受矚目。但由於AlGaN半導體中的電子具有高能態,較難從外部注入電子而難以形成低電阻的電極,因此無法製造出具有良好特性的電晶體。此外,在GaN、AlGaN等氮化物半導體的生長使用高價的結晶成長法-MOCVD法,因此存在元件製造成本高的問題。

此次東京大學利用濺鍍手法,開發了一項能以較低價格合成高品質AlGaN半導體結晶的新方法,且發現透過在GaN結晶導入高濃度Si原子,可以合成出稱為「退化GaN(Degenerate GaN)」的新材料。研究團隊發現,將具有高能態電子的退化GaN結晶做為新電極結晶與AlGaN接觸之後,將能以低電阻將電子注入至AlGaN中。

東京大學透過利用退化GaN做為電晶體電子注入層的源極與漏極,製作了高性能AlN/AlGaN異質接合之高電子遷移率電晶體(HEMT)的試作品,確認實證製作出具有低電阻的高性能AlGaN電晶體。利用此項技術,將可望以低成本製造功率電子材料,利用於高性能電力轉換元件、6G通訊等次世代無線通訊元件等用途。今後東京大學將進一步展開新元件構造的最佳化,期早日達到社會實用化之目標。


資料來源: https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/ja/news/3913/
分享