赖静雪，陈万军，孙瑞泽，刘 超，张 波

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054）

1 引言

第三代宽禁带半导体材料和器件的发展促进了功率集成电路整体性能的提升。由于GaN 材料和AlGaN/GaN 异质结结构的优异特性，AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）已经开始作为主要开关器件被广泛应用于各类高频、高效功率变换器中[1-2]。基于GaN 器件的应用导向型集成技术的市场价值正在逐渐扩大，为了更好地发挥GaN 基功率集成电路的性能优势，需要尽可能提高开关器件、控制电路和无源器件间的集成度[3]，将控制、监测和保护等电路单片集成可显著提升GaN 集成电路的多功能性与集成度[4]。

应用于功率转换领域的GaN 单片集成电路的工艺平台可采用已有的商业化耗尽型HEMT 器件工艺平台[5]。RODRÍGUEZ 等利用0.15 μm GaN-on-SiC/Si耗尽型工艺平台实现了集成栅驱动的GaN 半桥功率变换器[6-8]。随着增强型HEMT 工艺的出现，采用增强型HEMT 器件的GaN 集成电路开始快速发展[9-12]。研究者提出了多种基于增强型GaN HEMT 的模拟或数字集成电路[3,12-14]，包括模拟电路中的比较器[15-16]、电压基准源[15]、温度传感器[17]、数字功能IC[18]和逻辑门电路[19]。研究人员采用多种不同的增强型工艺流程来制造GaN 单片集成电路，例如氟离子注入技术[9,20]、凹槽栅技术[10]、栅注入晶体管[21-22]和p-GaN 帽层结构[23-25]，同时多种新型器件结构和技术也可应用于GaN 集成工艺平台中[26-28]。

全GaN 单片集成电路技术的发展需要在稳定的工艺平台基础上，深度优化基本功能子电路设计，才能研制出性能更佳、功能更丰富的全GaN 单片功率集成电路。……