cq9电子游戏网站

  凹槽栅技术并未广泛应用于增强型MISFET商业产品,这主要是因为其工艺中凹槽速度和精确度不能很好地兼顾;其次,凹槽栅技术对凹槽后材料表面质量的严重退化并没有完善的解决方案,这也导致了凹槽下方导电沟道性能的退化。但是凹槽栅技术尤其是干法刻蚀技术因其成本低、速率高等特点,具有很高的利用价值。因此,如何尽量减少凹槽栅技术的缺陷而突出其优点是需要被研究解决的问题。
 
  图1所示的是用传统工艺条件下的干法刻蚀后GaN表面形貌原子力显微镜(AFM)扫描图。具体所采用的工艺条件是:ICP功率为50W,RF功率为15W,氯气与氯化硼气体流量比为4/10,在20℃下进行4分钟的刻蚀。可以看出一般的工艺条件下干法刻蚀后凹槽表面毛刺较多,这对于器件性能的影响是致命的。目前来看,学术界解决这个问题的思路主要是优化刻蚀后处理,而本章所提出的浅场板集成栅技术则是从器件结构上尝试解决这一问题。
 
  而场板技术则是一种从Si器件中直接移植来的有效提高器件耐压的技术。从已报道的研究成果来看,功率GaN器件广泛采用了这一技术来提高BV。对于场板的结构,目前可以分为三种思路:第一就是传统场板,即在钝化层之上淀积金属并于电极连接;第二则是栅控场板,如中科院苏州纳米所研制的双栅器件;第三则是采用浅凹槽填补介质的手段实现场板,如西安电子科技大学提出的类低掺杂漏(LDD)技术;另外,也有侧场板、背场板、埋场板等结构的研究时有报道,如文献报道的新型场板。场板技术示意图如图2所示,其中侧场板、背场板、埋场板由于实现工艺十分复杂,目前没有被广泛采用;第二栅等增加的电极由于需要额外的驱动电路支持,因此也未被广泛研究。目前被广泛采用的提高BV的技术即是栅源场板技术,在射频、微波器件中,这种技术的应用尤其广泛。
使用传统干法刻蚀工艺后GaN材料表面AFM扫描图  
图1 使用传统干法刻蚀工艺后GaN材料表面AFM扫描图
目前主流场板技术示意图  
图2 目前主流场板技术示意图
  场板的工作原理简单来说即是在反向阻断过程中,与之下的2DEG沟道形成电容,对漏极高压进行钳位。这对器件内部的电场聚集有均匀化的作用,在器件漂移区长度不变的条件下使电场强度从漏极到源极的积分更大,即提高了器件的耐压。图3所示的是运用Sentaurus仿真平台对栅压为0V的增强型凹槽栅MOS-FET(1μm长栅下AlGaN层完全刻蚀的漂移区长度为7μm的MISFET)栅场板长度LFP跟耐压BV关系进行仿真的结果。可以看到随着场板长度的增加,BV也在增加。
栅场板对器件BV的提高  
图3 栅场板对器件BV的提高

相关阅读