下一代功率半導體，日本有了新進展

  ICC訊  7月5日，東京大學工業科學研究所(Institute of Industrial Science, University of Tokyo)開發了一種利用濺射法合成高質量氮化物半導體晶體的方法，并成功合成了新型電極晶體“AIGaN”。該公司宣布，通過與下一代功率半導體材料“氮化鋁鎵 (AlGaN)”接觸，成功制作出低電阻的高性能 AlGaN 晶體管原型。

  該結果基于東京大學工業科學研究所助理教授前田良太、上野晃平、副教授小林敦和藤岡浩的研究團隊。詳細內容發表在日本應用物理學會出版的學術期刊《應用物理快報》上。

  SiC、GaN等下一代功率半導體材料目前正在投入實際使用。通常，由輕元素構成的半導體被認為具有高的耐介質擊穿性，即使是GaN，如果將一部分Ga替換為較輕的Al的AlGaN，則可以獲得具有更高的耐介質擊穿性的晶體。已被確認。因此，AlGaN作為下一代功率半導體材料的應用被寄予厚望。

  然而，AlGaN半導體中的電子具有高能態，難以從外部注入電子，因此電極部分的電阻增大，難以制造出具有良好特性的晶體管。另外，由于在GaN、AlGaN等氮化物半導體的生長中使用了作為高價的結晶生長法的MOCVD法，因此還存在裝置的制造成本高的問題。

  因此，研究小組現在正在開發一種使用濺射法合成高質量氮化物半導體晶體的方法，該方法可以有效且廉價地生產用于一般硅半導體制造工藝的薄膜，據說已經完成。

  他們還發現，通過將Si原子以1×10 20 cm^ -3以上的高濃度引入GaN晶體中，可以合成一種新材料簡并GaN，其中一些簡并GaN晶體處于高能態。他還發現，電子的存在使得通過將簡并GaN與AlGaN作為新的電極晶體接觸，可以將電子注入到低電阻的AlGaN中。

  此外，在本研究中，我們成功地制作了一種高性能 AlN/AlGaN 異質結高電子遷移率晶體管 (HEMT)，該晶體管的電子注入層的源極和漏極使用AlGaN，并且具有低電阻。還證明了它可以實現高性能的AlGaN晶體管。

  研究小組表示，通過使用這種方法，可以制造低成本、高性能的功率半導體材料，并將其用作下一代無線通信元件，如未來的高性能功率轉換元件和6G通訊，預計會用到。因此，研究團隊計劃優化新設備的結構，為未來的社會化應用做準備。