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E型GaN晶体管的转移印刷和自对准蚀刻

稿件来源:Semiconductor Today 责任编辑:ICAC 发布时间:2020-07-27
  

  首个晶圆级单片实现的常关、增强型(E型)共源共栅场效应晶体管(FET)在中国西安电子科技大学研制成功,该场效应晶体管由硅(Si)和氮化镓(GaN)组件组成,这些组件通过低成本转移印刷和自对准蚀刻工艺组装而成。

  研究人员希望他们的技术能实现大规模的集成,将硅、氮化镓和其他材料结合在一起的器件和电路的功能多样化,并且避免了昂贵且复杂的金属有机化学气相沉积或晶圆键合步骤。

  研究人员已经开发AST传输技术已有一段时间了。这种最新的方法具有比以前更厚的AST,可以估算出各个步骤的产率:转移效率为98.25%,接收器基板上没有褶皱或裂纹的矩形达到93.78%,完全完成率为96.86%。转移过程使研究人员能够将E型Si MOSFET和D型GaN HEMT之间的互连距离减小到100μm左右。减小这种距离是避免寄生电感的关键。研究人员报告表示与传统的芯片到芯片封装器件相比,单片集成Si-GaN共源共栅FET的寄生电感估计可以降低98.59%。

  共源共栅FET的导通电阻或驱动电流取决于许多因素,例如Si器件与GaN器件之间的互连距离、互连金属的厚度、器件的尺寸以及GaN HEMT的阈值电压。通过优化D型GaN HEMT的VTH,匹配Si-GaN器件的尺寸,加厚金属互连并减小Si-GaN器件之间的距离,可以降低共源共栅FET的大导通电阻。

  研究人员说,这种摆动幅度大于竞争对手的结构,例如p-GaN栅极GaN HEMT和凹栅GaN HEMT。研究人员还发现,在一系列单独的共源共栅FET上,行为具有良好的一致性。  

  原文来源:

  http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/jul/xu-230720.shtml  

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