吕 曼,司晓琨,杨立军

Ga N微电子器件的研究进展

吕 曼1,司晓琨2,3,4,杨立军5

(1.北京工业大学电控学院,北京 100022;2.河北省科学院应用数学研究所,河北石家庄 050081; 3.石家庄开发区冀科双实科技有限公司,河北石家庄 050081; 4.河北省信息安全认证工程技术研究中心,河北石家庄 050081;5.河北省安装工程公司,河北石家庄 050000)

介绍了GaN材料的优良特性以及工艺上存在的问题;着重介绍了 GaN微电子器件的历史发展和最新发展;GaN微电子器件发展表现出较大应用潜力。

GaN;GaN材料;GaN器件

1 引言

以Si和GaA s为代表的传统半导体材料,其器件在抗辐射、高温、高压和高功率的要求下已逐渐不能满足现在电子技术的发展。宽禁带半导体(SiC、GaN等)电子器件,可以应用在高温、高压、高频和恶劣的环境中,如雷达、无线通信的基站及卫星通信。GaN禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度高,具有优良的电学和光学特性以及良好的化学稳定性,使其在高频大功率、高温电子器件等方面倍受青睐。宽禁带半导体已成为微电子学新领域,是当代半导体科学技术最重要的前沿领域之一。

2 GaN材料

2.1 GaN材料性质

GaN是一种很稳定的化合物并且显示了很强的硬度,它的宽禁带、高饱和速度以及高的击穿电压有利于制造成为微波功率器件。GaN是一个非常稳定的化合物并且展现出很强的硬度。正是这种在高温下的化学稳定性再结合其硬度特性,使氮化镓被制成了一种具有吸引力的防护涂层材料,有利于制造高温器件。

2.2 GaN材料结构与特性

GaN材料具有两种晶体结构,分别为六方对称的纤锌矿结构(见图1(a))和立方对称的闪锌矿结构(见图1(b))。……