香港科技大学研究人员扩大氮化镓的范围

将互补逻辑电路引入宽带隙 GaN 电子产品系列

香港科技大学（科大）电子及计算机工程系Kevin Chen领导的研究团队最近将一个新成员——互补逻辑电路引入宽带隙 GaN 电子产品家族，从而大幅提升扩展 了GaN 研究领域的视野。 GaN基电子器件和集成电路的功能和性能有望得到进一步提升，并变得更具竞争力。

直到最近，节能 GaN CMOS 技术的发展一直很缓慢，因为在实施 p 沟道晶体管并将它们与互补的 n 沟道晶体管集成方面存在困难。

在 GaN 功率器件技术平台上，Chen 的团队开发了一种新方法来解决与栅极-电介质/沟道界面相关的棘手问题。他们设计了一种通过氧等离子体处理 (OPT) 技术实现的“掩埋沟道”结构，从而实现了 p 沟道 GaN 晶体管，其具有用于增强模式操作的阈值电压的良好平衡性能矩阵、高 开/关 电流比和高电流驱动能力。还开发了单片集成工艺以实现与 GaN 功率开关器件无缝集成的 GaN CMOS 集成电路。

该团队表示，他们已经展示了一套完整的基于 GaN CMOS 的基本逻辑门，包括 NOT、NAND、NOR 门和传输门。该团队还展示了可以在兆赫兹频率下运行的多级逻辑电路。 “这是一次激动人心的飞跃。我们首先证明了所有构建块都是功能性的，然后这些构建块可以组合在一起用于更复杂的实体。因此，可以通过组合这些逻辑门来构建任何基于 GaN 的互补逻辑电路，”Chen说。

这项工作中的器件技术是在科大位于清水湾校园的纳米系统制造厂(NFF) 中开发的。这项工作得到了香港RGC研究基金（RIF）项目的部分支持，最近得到了来自深圳香港澳门科技项目的资金支持。这项工作最近发表在《自然电子学》上。

参考文献

'Gallium nitride-based complementary logic integrated circuits' by Zheyang Zheng et al; Nature Electronics volume 4, 2021

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