松下用AlGaN的再生長抑制GaN功率元件的特性誤差
發布時間：2016/6/15 訪問人數：856次
松下在“ISPSD 2016”上發表了比該公司原產品減小了GaN功率晶體管特性誤差的成果，成功將閾值電壓的誤差降到了原來1/3以下，將導通電阻的誤差降到了原來約1/3。
松下的GaN功率晶體管，采用在Si基板上依次層疊GaN和AlGaN的HEMT結構。一般而言，HEMT結構會在GaN與AlGaN的界面上發生二維電子氣，從而實現常開工作。松下采用在柵極下面的AlGaN層上開凹槽的“凹槽結構”，并在凹槽中形成p型GaN層，從而實現了常閉工作。
這時，晶體管導通的閾值電壓取決于凹槽下面的AlGaN厚度（位于凹槽底與GaN層之間的AlGaN的厚度）。不過，利用干蝕刻開凹槽時，凹槽的深度會有誤差，導致凹槽下的AlGaN層的厚度不均，從而使閾值電壓出現個體差異。
因此，松下此次采用了在開完凹槽后使AlGaN層再生長的方法。具體次序如下：首先，在Si基板上設置GaN和AlGaN的外延層。其次，開凹槽。原來要稍微保留AlGaN，而此次深挖到AlGaN層下的GaN層。接著，使AlGaN層再生長。之后再設置p型GaN層。
利用這種方法，抑制了閾值電壓和導通電阻的誤差。具體而言，采用原來方法，閾值電壓為1.58V時，標準偏差（σ）為229mV。而采用此次的方法，閾值電壓為1.57V時，標準偏差（σ）為63mV。原來方法下，導通電阻為53.7mΩ時，σ為3.0mΩ，而采用此次的方法，相同導通電阻下，σ為1.1mΩ。
另外，可以根據再生長的AlGaN層的厚度，改變閾值電壓。范圍在1.0～2.3V。
