旭化成等以氮化鋁類材料實現具理想特性之p-n接合,可望促進超寬能隙半導體開發

 

刊登日期:2024/1/12
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日本旭化成與名古屋大學利用可望成為次世代半導體材料之氮化鋁類(AlN)物質,成功地實現了世界首次具有理想特性的p-n接合。此項技術結合了兩者共同開發的AlN類薄膜結晶生長(磊晶成長)技術與旭化成旗下子公司Crystal IS開發的高品質AlN單晶基板。

隨著氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等寬能隙(WBG)半導體的普及,具有更高性能之超寬能隙(Ultra-Wide Band Gap; UWBG)半導體的研究開發亦日漸活躍。然而UWBG半導體的p-n接合製作仍有高困難度。研究團隊利用「分佈式極化摻雜(Distributed Polarization Doping; DPD)」的手法取代既有的雜質摻雜法以形成p-n接合,並表現出理想之電流-電壓特性、電壓-容量特性及電流注入之發光特性。其中以高耐壓特性最為優異,崩潰電場強度達到7.3MV/cm,創下世界紀錄。此數值為矽(Si)的25倍,強度是SiC、GaN等寬能隙半導體的2倍。

旭化成與名古屋大學多年來持續投入利用氮化鋁類半導體之深紫外線雷射二極體的研究開發。p-n接合是構成半導體電子元件基礎的基本結構,此次的研究結果將可望成為AlN類UWBG半導體發展的基礎。


資料來源: https://www.asahi-kasei.com/jp/news/2023/fo041700000008p0-att/ze231214.pdf
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