研究目的
研究六边形单元准垂直GaN功率UMOSFET在功率与光电子集成电路中的性能及集成能力。
研究成果
首次实验验证了可集成的六边形单元准垂直GaN功率UMOSFET，展现出在功率和光电子集成电路方面具有良好性能。该研究为未来与LED集成及器件性能提升奠定了基础。
研究不足
该研究受限于当前的制造技术和材料质量，特别是蚀刻漏极沟槽表面的"草状"缺陷，以及GaN衬底的高成本和尚未成熟的生长技术。
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适用于功率和光电子集成电路的可集成准垂直GaN UMOSFETs
DOI：10.1002/pssa.201900615
期刊：physica status solidi (a)
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
首次实验验证了可集成、六边形元胞、高压、准垂直GaN功率U型沟槽栅金属氧化物半导体场效应晶体管（UMOSFET）。采用六边形元胞结构获得栅极与漏极沟槽完全一致的m面侧壁，使用与LED光电子集成的兼容金属化工艺。系统研究分析了器件性能对不同参数的依赖关系。通过测量11微米元胞间距UMOSFET，获得最低比导通电阻Ron,sp为23 mΩ·cm2、最高漏极饱和电流295 A/cm2。开式元胞设计变体的击穿电压（208 V）高于闭式元胞设计变体（89 V），而闭式元胞设计展现出更低的关态漏电流1.4×10?? A/cm2。通过将二维电阻网络模型应用于不同尺寸的UMOSFET，提取出六边形元胞的比导通电阻Rcell,sp为8.5 mΩ·cm2、埋层n+区方块电阻RBL,□为223 Ω/□。
作者：
Zhibo Guo，Collin Hitchcock，Guanxi Piao，Yoshiki Yano，Shuuichi Koseki，Toshiya Tabuchi，Koh Matsumoto，Mayank Bulsara，T. Paul Chow
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