下一代功率半导体，日本有了新进展

  ICC讯  7月5日，东京大学工业科学研究所(Institute of Industrial Science, University of Tokyo)开发了一种利用溅射法合成高质量氮化物半导体晶体的方法，并成功合成了新型电极晶体“AIGaN”。该公司宣布，通过与下一代功率半导体材料“氮化铝镓 (AlGaN)”接触，成功制作出低电阻的高性能 AlGaN 晶体管原型。

  该结果基于东京大学工业科学研究所助理教授前田良太、上野晃平、副教授小林敦和藤冈浩的研究团队。详细内容发表在日本应用物理学会出版的学术期刊《应用物理快报》上。

  SiC、GaN等下一代功率半导体材料目前正在投入实际使用。通常，由轻元素构成的半导体被认为具有高的耐介质击穿性，即使是GaN，如果将一部分Ga替换为较轻的Al的AlGaN，则可以获得具有更高的耐介质击穿性的晶体。已被确认。因此，AlGaN作为下一代功率半导体材料的应用被寄予厚望。

  然而，AlGaN半导体中的电子具有高能态，难以从外部注入电子，因此电极部分的电阻增大，难以制造出具有良好特性的晶体管。另外，由于在GaN、AlGaN等氮化物半导体的生长中使用了作为高价的结晶生长法的MOCVD法，因此还存在装置的制造成本高的问题。

  因此，研究小组现在正在开发一种使用溅射法合成高质量氮化物半导体晶体的方法，该方法可以有效且廉价地生产用于一般硅半导体制造工艺的薄膜，据说已经完成。

  他们还发现，通过将Si原子以1×10 20 cm^ -3以上的高浓度引入GaN晶体中，可以合成一种新材料简并GaN，其中一些简并GaN晶体处于高能态。他还发现，电子的存在使得通过将简并GaN与AlGaN作为新的电极晶体接触，可以将电子注入到低电阻的AlGaN中。

  此外，在本研究中，我们成功地制作了一种高性能 AlN/AlGaN 异质结高电子迁移率晶体管 (HEMT)，该晶体管的电子注入层的源极和漏极使用AlGaN，并且具有低电阻。还证明了它可以实现高性能的AlGaN晶体管。

  研究小组表示，通过使用这种方法，可以制造低成本、高性能的功率半导体材料，并将其用作下一代无线通信元件，如未来的高性能功率转换元件和6G通讯，预计会用到。因此，研究团队计划优化新设备的结构，为未来的社会化应用做准备。