半导体GaN功率开关器件的结构改进

作者：杨媛媛^*

来源：电源学报, 2020, 18(04): 186-192.

DOI：10.13234/j.issn.2095-2805.2020.4.186

• 绝缘栅混合阳极二极管
• GaN功率开关
• 欧姆金属
• 饱和压降

因氮化镓GaN(gallium nitride)材料自身的物理性质优势,该材料更适用于高温且大功率电子器件的制作。但目前GaN材料制作的功率开关器件存在反向饱和漏电现象,业界一直以进一步发挥GaN性能为目的展开研究,GaN材料的全面实用化应用也面临着性能稳定性的挑战。为此,提出一种新的半导体GaN功率开关器件结构改进方法。由于集电极-发射极击穿电压和饱和压降是衡量器件可靠性的重要指标,因此采用绝缘栅混合阳极二极管取代平面肖特基势垒二极管,解决集电极-发射集击穿电压和饱和压降输出不合理的问题。改进结构后的器件阳极由肖特基栅极和欧姆阳极金属短接组成,阴极为欧姆金属;改进器件的制作主要采用隔离、钝化、凹槽刻蚀和介质淀积等工艺,更好地实现了功率开关和功率转换功能。经仿真结果的分析可知:改进结构后的功率开关器件能有效减少反向饱和漏电状况,且改进器件的温度与电压、比导通电阻成正比,高温性能良好。

• 单位
  贵州电子信息职业技术学院