2017年11月1日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、北京市順義區(qū)人民政府主辦的第十四屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇暨 2017 國際第三代半導(dǎo)體論壇開幕大會在北京順義隆重召開。會期兩天半，同期二十余場次會議。2日上午，由中國電子科技集團(tuán)第十三研究所和專用集成電路重點(diǎn)實驗室共同協(xié)辦的“氮化鎵功率電子器件”技術(shù)分會上，來自中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所固態(tài)照明研發(fā)中心張連分享“選擇區(qū)域生長AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的n-AlGaN發(fā)射器”研究報告。

　　張連表示，GaN基異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）具有本征優(yōu)點(diǎn)，例如更高線性度，常關(guān)工作模式和更高的電流密度。然而，其發(fā)展進(jìn)度緩慢。一個主要問題是由低自由空穴濃度引起的基極層的低導(dǎo)電性，以及外部基極區(qū)域的等離子體干蝕刻損傷。雖然一些研究人員使用選擇性區(qū)域再生來減輕基層的損害，但工作后沒有顯著的進(jìn)步。最常見的因素之一是難以獲得高質(zhì)量的選擇性區(qū)域再生長基底層和發(fā)射極層。通過使用選擇性區(qū)域生長報告了藍(lán)寶石上的AlGaN / GaN異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT），再生長的n-AlGaN發(fā)射極金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）。

 

　　通過MOCVD生長A100nm p-GaN /0.5μm未摻雜GaN /1μmn + -GaN外延晶片。在p-GaN基層上進(jìn)行的霍爾測量顯示空穴濃度為9.8×1017 / cm3，遷移率為14.1cm2 / V.s。在晶片上沉積200nm厚的SiO 2掩模層，并對選擇區(qū)域生長發(fā)射體進(jìn)行圖案化。然后將晶片重新裝載到反應(yīng)器中，以在980℃下生長n-AlGaN發(fā)射極層。

　　張連介紹說，根據(jù)高分辨率X射線衍射（HR-XRD）結(jié)果，Al組分為約7.9％。通過掃描電子顯微鏡（SEM）測量重新生長的n-AlGaN的厚度為約70nm。可以清楚地觀察到原子平坦的臺階和階梯結(jié)構(gòu)。 RMS的值為0.198nm，掃描面積為2×2μm2，表明再生長的n-AlGaN具有較高的晶體質(zhì)量。

 

　　p-GaN基層顯示出顯著改善的歐姆特性。我們通過使用選擇性區(qū)域再生方法將良好的歐姆特性歸因于消除p-GaN基蝕刻工藝。通過傳輸長度測量（TLM）I-V曲線計算，p-GaN基層的Rs和ρc分別為約88.9KΩ/ sq和5.22×10-6Ω.cm2。

 

　　測量發(fā)射極面積為60×60μm2的再生長AlGaN / GaN HBT芯片。在Gummel曲線圖中，VBE = 10V時，β（β= IC / IB）達(dá)到最大值9。在共發(fā)射極IV族曲線中，施加的偏壓覆蓋0至20V的范圍，并且基極電流在600μA步長的范圍內(nèi)，介于0.5和10.1 mA之間。在VCE = 10V時，達(dá)到最大JC為1.51 kA / cm2。在VCE = 20V時功率密度也達(dá)到30kW / cm2。因此，顯然使用選擇性區(qū)域再生法有利于實現(xiàn)高頻HBT。然而，通過優(yōu)化p-GaN基極和再生長的n-AlGaN發(fā)射極層之間的界面質(zhì)量，很大可能實現(xiàn)相關(guān)器件。（根據(jù)現(xiàn)場速記整理，如有出入敬請諒解?。?/div>