新一代功率半导体：AlGaN比GaN更出色

在新一代功率半导体方面，AlGaN比GaN更出色。这一研究成果是美国桑迪亚国家实验室（SandiaNationalLaboratories）与美国Avogy公司联名在“APEC2016”上发表的。登台演讲的RobertJ.Kaplar公布了用AlGaN试制的功率元件的特性。

    AlGaN与GaN相比带隙更宽、绝缘破坏强度更高，有望制造出损失比GaN低的功率元件。AlGaN是GaN与AlN的混合晶体。据Kaplar介绍，从理论上讲，AlN的带隙为6.2eV、绝缘破坏强度为15.9MV/cm，超过分别为3.4eV、3.3MV/cm的GaN。因此，AlGaN与GaN相比带隙更宽、绝缘破坏强度更高。

    在演讲中，Kaplar主要介绍了两种元件的特性。一是在GaN基板上制造的GaNPiN二极管。耐压为3.9kV，导通电阻仅为1.9mΩcm2。芯片尺寸为数百μm见方。

    另一个是AlGaNPiN二极管。在蓝宝石基板上，用MOCVD法使Al0.3Ga0.7N生长。作为结晶缺陷之一的位错的密度为1×1019/cm2～2×1019个/cm2。漂移层厚度为4.3μm，漂移层杂质浓度为1016/cm3左右。

    耐压为1.5kV，导通电阻仅为4mΩcm2。芯片尺寸为50μm见方左右。耐压kV级的AlGaNPiN二极管据称尚为世界首例。根据此次的结果推算，Al0.3Ga0.7N的绝缘破坏强度约为4MV/cm，超过了GaN的理论值。