Si衬底GaN功率开关场效应晶体管的制备

       目前应用的晶体管是由硅（Si）材料制成，但是Si材料器件损耗大、工作极限温度低（＜150℃）、对散热技术要求苛刻、输出功率密度低。第三代宽禁带半导体GaN材料具有宽禁带、高击穿临界电场强度、高饱和电子飘移速度等特点，与传统Si材料相比，更加适合于制作高功率大容量、高开关速度电力电子器件。国际上6英寸Si衬底上的GaN外延技术已经相对成熟，所以，器件的制备可以充分利用现有Si集成电路的器件工艺的平台，无需额外的设备投入即可迅速推进产业化进程。在以变流技术为基础的电力电子装置中，控制变流过程的功率开关晶体管都是常关型的（又称增强型），这一点是保证电力电子回路“失效安全”的基础。实现增强型GaN功率开关器件的制备是目前国际界和产业界公认的科技难点。

本技术成果提供了制备GaN材料常关型场效应晶体管的可行性方案。目前GaN材料常关型场效应晶体管只有几家国外的公司出售产品，该器件市场正处在开发推广阶段，是国内企业进军功率型GaN电力电子器件产业的最佳时机。2013年日本各大企业相继发布了采用GaN的功率元件新产品，还有不少企业宣传涉足功率元件业务，已经有产品用于空调和电磁炉等白色家电、电力转换器、功率调节器等设备。投资GaN材料常关型场效应晶体管，需要具有大尺寸晶圆（＞6Inch）集成电路的器件工艺平台及专业的GaN材料电子器件工艺技术人员。