近日，松山湖材料实验室第三代半导体团队与西安电子科技大学郝跃院士课题组张进成教授、李祥东教授团队，以及广东致能科技有限公司联合攻关，成功基于2~6英寸AlN单晶复合衬底制备了高性能GaNHEMTs晶圆。
得益于AlN单晶复合衬底的材料优势 (位错密度居于2×108 cm-2数量级)，AlGaN缓冲层厚度降至350 nm，外延成本大幅下降，且有效控制晶圆翘曲。
研究发现，AlN单晶复合衬底表面存在的Si、O杂质会造成寄生漏电通道，使得HEMTs器件无法正常关断。团队据此创新提出二次生长AlN埋层方法覆盖杂质层，使其在超宽禁带材料中无法离化，从而显著抑制漏电。
实验结果显示，团队所提出的350 nm无掺杂超薄AlGaN缓冲层的横向击穿电压轻松突破10 kV，HEMTs器件关态耐压超8 kV，动态电流崩塌＜20%，阈值电压漂移＜10%，初步通过可靠性评估。
图：基于6英寸AlN单晶复合衬底制造的GaN晶圆，转移特性曲线，动态输出特性曲线和动态转移特性曲线（来源：致能科技）
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