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金刚石半导体研究进展——日本发布金刚石MOSFET

时间:2024-01-02浏览次数:953
早稻田大学和 Power Diamonds Systems (PDS) 开发了一种结构,,,其中金刚石表面覆盖有氧化硅终端(C-Si-O 终端),,,当栅极电压为 0V 时,,该结构会关闭晶体管。。为此他们宣布开发出一种“常关”金刚石 MOSFET。。。。

MOSFET是一种MOS结构的场效应晶体管(FET),,,,具有高速、、、、低导通电阻、、、、高击穿电压的特点,,特别适合作为电机驱动的开关元件,,,,高速开关大电流等已经完成。。。

关于被称为终极功率半导体材料的金刚石半导体,,,,世界各地都在进行使用氢端接(CH)结构的金刚石MOSFET的研究和开发,,,,但由于2DHG,,导致即使栅极电压为0V晶体管也导通的“常开”操作,,并且不可能实现晶体管截止的常关状态当栅极电压为0V时。。。。

因此,,如果将常开型器件应用于电力电子器件,,,当器件停止正常工作时,,将无法安全地停止该器件,,,,因此需要实现常关型操作。。。在此背景下,,PDS和早稻田大学研究小组发现,,,,由于高温氧化,,,覆盖金刚石表面的氢原子的C-H键转变为CO键,,该表面成为电子缺陷,,,,导致其性能恶化。。。该公司一直致力于通过改进这一点来实现 FET 的稳定运行。。

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在这项研究中,,,,我们采用了一种器件结构,,其中金刚石表面具有氧化硅(C-Si-O)键,,,,而不是传统的CO-Si键。。。结果,,,p沟道MOSFET的空穴迁移率为150cm 2 /V·s,,,,高于SiC n沟道MOSFET的电子沟道迁移率,,,常关操作的信号阈值电压为3 〜5V,,这是传统金刚石半导体无法实现的,,,据说是可以防止意外传导(短路)的值。。。

此外,,,,PDS对水平氧化硅端接金刚石MOSFET的最大漏极电流超过300 mA/mm,,,,垂直氧化硅端接金刚石MOSFET的最大漏极电流超过200 mA/mm。。据说这是该系列中常关金刚石 MOSFET 的最高值。。。

两家公司均声称,,,,通过用C-Si-O键覆盖其表面,,它们已成为比传统CH表面更耐高温和更耐氧化的稳定器件,,,该公司认为其可用性使其适合大规模生产。。。。为此,,川原田教授认为,,,,易于在社会上实现的金刚石功率半导体已经实现,,PDS将继续加强金刚石MOSFET的研发,,,以期金刚石半导体的普及和实用化。。。。他们的目标是开发一种适合大规模生产的器件工艺,,,,并以更简单的结构实现更高的耐压性。。。。


尊龙时凯(厦门)半导体科技有限公司,,,专注于宽禁带半导体材料研发和生产,,致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料制造商,,,,核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、、金刚石热沉片、、、光学级多晶金刚石)、、单晶金刚石(热学级、、光学级、、、、电子级)、、、、氮化铝薄膜(硅基氮化铝、、、蓝宝石基氮化铝和金刚石基氮化铝)等。。10余年技术积累,,,,掌握设备开发、、材料生长、、、研磨抛光等最全核心工艺。。。已建立独立的知识产权体系,,,目前公司累计申请40多项专利。。。金刚石和氮化铝核心产品已实现规模化生产。。掌握大尺寸、、、、低成本、、、、高质量金刚石和氮化铝相关产品制备及加工的核心工艺,,公司持续扩产,,,,产能稳步提升。。。

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