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E型GaN晶體管的轉移印刷和自對準蝕刻

稿件來源:Semiconductor Today 責任編輯:ICAC 發布時間:2020-07-27
  

  首個晶圓級單片實現的常關、增強型(E型)共源共柵場效應晶體管(FET)在中國西安電子科技大學研制成功,該場效應晶體管由硅(Si)和氮化鎵(GaN)組件組成,這些組件通過低成本轉移印刷和自對準蝕刻工藝組裝而成。

  研究人員希望他們的技術能實現大規模的集成,將硅、氮化鎵和其他材料結合在一起的器件和電路的功能多樣化,并且避免了昂貴且復雜的金屬有機化學氣相沉積或晶圓鍵合步驟。

  研究人員已經開發AST傳輸技術已有一段時間了。這種最新的方法具有比以前更厚的AST,可以估算出各個步驟的產率:轉移效率為98.25%,接收器基板上沒有褶皺或裂紋的矩形達到93.78%,完全完成率為96.86%。轉移過程使研究人員能夠將E型Si MOSFET和D型GaN HEMT之間的互連距離減小到100μm左右。減小這種距離是避免寄生電感的關鍵。研究人員報告表示與傳統的芯片到芯片封裝器件相比,單片集成Si-GaN共源共柵FET的寄生電感估計可以降低98.59%。

  共源共柵FET的導通電阻或驅動電流取決于許多因素,例如Si器件與GaN器件之間的互連距離、互連金屬的厚度、器件的尺寸以及GaN HEMT的閾值電壓。通過優化D型GaN HEMT的VTH,匹配Si-GaN器件的尺寸,加厚金屬互連并減小Si-GaN器件之間的距離,可以降低共源共柵FET的大導通電阻。

  研究人員說,這種擺動幅度大于競爭對手的結構,例如p-GaN柵極GaN HEMT和凹柵GaN HEMT。研究人員還發現,在一系列單獨的共源共柵FET上,行為具有良好的一致性。  

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