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GaN基功率器件具有临界击穿电场高、电子转移率高、极限责任温度高档特质，在新一代转移通信、工作器集群、新动力时代、电动汽车等鸿沟有首要应用hongkongdoll porn， 是半导体科学时代的盘问前沿和大家高技术竞争的关节鸿沟之一。

北京大学集成电路学院/集成电路高精尖改动中心魏进盘问员与物理学院沈波熏陶指挥的盘问团队以前5年面向GaN基功率器件的频率瓶颈、可靠性瓶颈、耐压瓶颈这三大时代挑战开展了系统的盘问责任，攻克了GaN基功率器件动态阈值厚实性艰辛，已毕了高压桥式集成与低压CMOS集成，已毕了万伏级GaN基高压器件。研制的多个器件性能达到了海外特殊水平，在半导体器件鸿沟的顶尖海外会议——海外电子器件会议（IEDM）上2023年与2024年共入选5篇高水平论文（2023—2024年IEDM上GaN基功率器件标的论文大家共24篇，北大的论文数名次大家第一）。

单芯片集成时代是进步GaN基功率芯片高频特质的主要时代旅途，该时代弥远受限于高压信号的串扰效应及p沟说念晶体管的低电流密度。该团队改动提议了虚体阻扰时代，诓骗转移空穴奥密已毕了对高压信号的屏蔽。该责任在海外上初次已毕了650V Si基GaN高压集成芯片（IEDM， 2023， Sec.9-6）；该团队改动提议了极化增强电离成见，大幅进步了p沟说念晶体管的电流密度，已毕了海外上传输蔓延最小的GaN基CMOS集成电路芯片（IEDM， 2024， Sec.16-1）。

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图1 高频GaN基功率集成时代旨趣与芯片测试成果hongkongdoll porn

器件可靠性是制约GaN基功率器件平素应用的难点问题，针对动态阈值电压漂移这一艰辛，该团队提议了金属/绝缘层/p-GaN新式器件结构，一方面已毕了近20V的栅极电压冗余，另一方面摒弃了动态阈值电压漂移。该责任大幅进步了器件鲁棒性，攻克了阈值电压不稳带来的系统误开启艰辛，使GaN基功率器件已毕了与Si基MOSFET器件近似的责任格式（IEDM， Sec.9-4， 2023）。

图2 高可靠性GaN基MIP器件的SEM像片与测试成果

超高压GaN基功率器件的发展弥远受限于高场陷坑效应所引起的动态电阻退化以及电场会聚效应引起的提前击穿。针对上述艰辛，该团队提议了新式有源钝化晶体管，已毕了击穿电压大于1万伏的增强型GaN基功率器件，在高达6500V责任电压下已毕了对动态电阻的扼制。这是海外上初次报说念GaN基功率器件在2kV以上的低动态导通电阻特质，器件品性因数为海外报说念最高值（IEDM， 2023， Sec.26-1； IEDM， 2024， Sec.25-3）。

图3 万伏级GaN晶体管SEM像片与测试成果

上述盘问责任得到了国度当然科学基金委员会、科技部要点研发诡计、辅助部、北京市等项指标资助以及北京大学宽禁带半导体盘问中心、微纳/纳米加工时代天下要点推行室、东说念主工微结构和介不雅物理国度要点推行室、纳光电子前沿科学中心、国度集成电路产教和会改动平台、集成电路高精尖改动中心等基地平台的维持hongkongdoll porn。

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