重大进展！我国实现晶圆级Si－GaN单片异质集成共源共栅晶

似水流年 · 发表于 2020-8-9 09:27:44

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重大进展！我国实现晶圆级Si－GaN单片异质集成共源共栅晶体

近日，西安电子科技大学微电子学院关于硅与氮化镓异质集成芯片论文在国际半导体器件权威期刊IEEE Transactions on Electron Devices上发表。

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图片来源：西安电子科技大学新闻网

据悉，郝跃院士团队提出了一种转印和自对准刻蚀方法，并首次实现了晶圆级的Si-GaN单片异质集成的共源共栅晶体管。这项技术和方法有望实现多种材料的大规模异质集成并基于此制造功能多样化的器件和电路，避免了昂贵且复杂的材料异质共生技术或晶圆键合工艺。通过转印和自对准刻蚀的新技术，使得硅器件与氮化镓器件的互连距离缩短至100μm以下，仅为传统键合线长度的5%。

据估算，新型的共源共栅晶体管可以比传统键合方法减少98.59%的寄生电感。Si-GaN单片异质集成的共源共栅晶体管的阈值电压被调制为2.1V，实现了增强型器件。该器件栅压摆幅在栅漏电低于10-5mA/mm的范围内达到了±18V。经过大量器件测试和可靠性试验后，芯片之间的性能具有良好的一致性，这充分证明了转印和自对准刻蚀技术实现晶圆级单片集成共源共栅晶体管的巨大潜力和优势。

据西安电子科技大学新闻网报道，此次是西安电子科技大学团队首次实现了晶圆级硅与氮化镓单片异质集成的增强型共源共栅晶体管,取得了硅和氮化镓晶圆级单片异质集成新突破。该新技术避免了昂贵复杂的异质材料外延和晶圆键合的传统工艺技术，有望成为突破摩尔定律的一条有效技术路径。