覃 孟，潘革生

（1.北海职业学院机电工程系，北海 536000；2.南宁师范大学计算机与信息工程学院，南宁 530001）

随着社会进步和科技发展，工业和民用生产领域已广泛应用功率开关器件。近年来主要是用Si材料制备功率开关器件，但随着工艺的不断提升，材料的极限值和Si 功率开关器件性能几乎一致，导致目前的Si 功率开关器件无法满足工业和农业生产领域需求[1]。对比Si 功率开关器件发现，GaN 功率开关器件具有较多优点，例如较低的导通电阻、较高的击穿电压等，能高效提升功率开关的转换效率，减少功率开关器件的耗损情况[2]。

目前GaN 功率开关器件主要有异质结场效应晶体管和增强型金属-绝缘体-半导体电子迁移率晶体管两种结构[3]。目前高性能GaN 功率开关器件性能得到明显改善，但仍存在问题，导致实际电源转换装置和推广系统的应用较为困难[4]，其中影响最大的问题是GaN 缓冲层深能级陷阱和钝化介质间界面态，该问题将导致动态导通电阻退化和高场电流坍塌。

针对上述问题，本文提出抗高压动态导通电阻退化的高性能GaN 功率开关器件研究，采用极值性PEALD-AlN 钝化和高温LPCVD-SiNx钝化方法，有效降低界面态导致的高压电流坍塌情况的出现几率。同时在GaN 功率开关器件电极附近注入磷离子，增强GaN 功率开关器件抗动态导通电阻退化的能力。

1 高性能GaN 功率开关器件研究

1.1 高压电流坍塌机理与抑制

由于氮化物本身出现的自发反应和应变过程中出现的压电极化，导致异质结界面出现高密度的2DEG，使GaN 功率开关器件出现表面态现象。……