杨　帆，何　亮，郑　越，沈　震，刘　扬

（中山大学电子与信息工程学院电力电子及控制技术研究所，广州510275）

选择区域外延槽栅结构GaN常关型MOSFET的研究

杨帆，何亮，郑越，沈震，刘扬

（中山大学电子与信息工程学院电力电子及控制技术研究所，广州510275）

高性能GaN常关型功率开关器件的实现是目前研究的热点。槽栅结构GaN常关型MOSFET以其栅压摆幅冗余度大、栅极漏电流小等优势受到广泛关注。制备槽栅结构GaN常关型MOSFET需要的刻蚀方法会在栅极沟道引入缺陷，影响器件的稳定性。首先，提出选择区域外延方法制备槽栅结构GaN常关型MOSFET，期望避免刻蚀对栅极沟道的损伤；再通过改进选择区域外延工艺（包括二次生长界面和异质结构界面的分离及抑制背景施主杂质），使得二次生长的异质结构质量达到标准异质结构水平。研究结果表明，选择区域外延方法能够有效保护栅极导通界面，使器件具备优越的阈值电压稳定性；同时也证明了选择区域外延方法制备槽栅结构GaN常关型MOSFET的可行性与优越性。

AlGaN/GaN异质结构；常关型；MOSFET；选择区域外延；阈值电压稳定性

引言

以GaN为代表的III族氮化物具有宽禁带、高临界击穿场强、高电子饱和漂移速度以及高导通的AlGaN/GaN异质结构二维电子气等优点，非常适合制备高温、高频和大功率的功率开关器件［1］。但在实现GaN功率开关器件产业化上，仍面临着诸多技术难点，基于失效安全考虑的GaN常关型功率开关器件的制备是关键技术之一。目前常关型GaN器件的实现方法有3种：结型栅结构（p型栅）［2］、共源共栅级联法（Cascode）［3］和槽栅结构MOSFET［4-6］。……