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技术荟|松下研发出新型MIS结构的Si基GaN功率晶体管

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-27 09:36   来源:材料深一度  浏览次数:1451
2018年2月23日,松下宣布研发出新型MIS结构的Si基GaN功率晶体管,可以连续稳定的工作,阈值电压不会发生变化。这项技术有望进一步增加GaN功率晶体管的工作速度,可以进一步缩小服务器和基站的供给电源等各种功率转换电路的体积。

这一成就是在日本政府支持下,由大阪大学TakujiHosoi助理教授、Heiji Watanabe教授以及北海道大学Tamotsu Hashizume教授合作研究的结果。MIS是metal Insulator Semiconducto的r缩写,是一种将金属、绝缘层和半导体键合在一起的结构。通过在晶体管的栅极采用MIS结构,可以施加较高的正向栅极电压。
 
据松下表示,MIS结构的GaN功率晶体管有望用于下一代功率装置中。然而,传统的MIS结构GaN功率晶体管的栅极绝缘层采用的是Al2O3,栅极绝缘层中的电子陷阱容易造成迟滞现象,即,栅极电压与漏极电流的关系不断变化,从而无法获得稳定的阈值电压。
 
与传统MIS结构相比,松下最新设计的MIS结构GaN功率晶体管的独特性体现在3个方面:
1、将Al2O3替换成了AlON(铝氮氧化物),有效抑制了迟滞现象;
2、借助于晶体生长工艺获得了凹进的栅极结构,从而避免了加工工艺造成的损伤,获得更高的漏极电流;
3、松下特有的Si基GaN工艺,可以在大面积上均匀加工。
此次松下首次验证了可以连续稳定工作的MIS结构GaN功率晶体管,同时保证了器件的常关特性,栅极电压高达10V,工作电流在20A,击穿电压达到730V;可以实现高速开关,开启时间为4.1纳秒,关断时间仅有1.9纳秒。
出自:www.panasonic.com
 
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