近日，松山湖材料實驗室第三代半導體團隊與西安電子科技大學郝躍院士課題組張進成教授、李祥東教授團隊，以及廣東致能科技有限公司聯(lián)合攻關，成功基于2~6英寸AlN單晶復合襯底制備了高性能GaNHEMTs晶圓。
得益于AlN單晶復合襯底的材料優(yōu)勢 (位錯密度居于2×108 cm-2數(shù)量級)，AlGaN緩沖層厚度降至350 nm，外延成本大幅下降，且有效控制晶圓翹曲。
研究發(fā)現(xiàn)，AlN單晶復合襯底表面存在的Si、O雜質(zhì)會造成寄生漏電通道，使得HEMTs器件無法正常關斷。團隊據(jù)此創(chuàng)新提出二次生長AlN埋層方法覆蓋雜質(zhì)層，使其在超寬禁帶材料中無法離化，從而顯著抑制漏電。
實驗結果顯示，團隊所提出的350 nm無摻雜超薄AlGaN緩沖層的橫向擊穿電壓輕松突破10 kV，HEMTs器件關態(tài)耐壓超8 kV，動態(tài)電流崩塌＜20%，閾值電壓漂移＜10%，初步通過可靠性評估。
圖：基于6英寸AlN單晶復合襯底制造的GaN晶圓，轉移特性曲線，動態(tài)輸出特性曲線和動態(tài)轉移特性曲線（來源：致能科技）
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