住友电气开发“后5G”GaN HEMT

器件使用N极性GaN和铪作为栅极绝缘层

住友电气开发了一种GaN HEMT，采用N极性GaN，栅极绝缘层采用世界上第一种铪（Hf）基高耐热高介电材料，将目光投向将实现更大的容量和高速通信的后5G时代。

传统上，Ga极性（0001取向）GaN已被广泛使用。然而，随着对更高功率和更高频率的需求，人们的注意力集中在改善N极性（000-1取向）（晶体取向与Ga极性不同）的特性上，这使得能够实现反向HEMT结构，从而增加器件设计的自由度并减少漏电流（如上图所示）。

同时，N极性晶体有一个问题，即容易出现由称为小丘的异常生长引起的不规则性。此外，在器件设计方面，实现倒置HEMT结构需要开发高质量的栅极绝缘层，该层将代替传统的半导体阻挡层而用作栅电极的阻挡层。

住友电气制造了高质量的无小丘N极性晶体（见上图）。此外，通过将一种用于最先进的硅晶体管的Hf基高耐热高介电材料首次应用于具有挑战性的栅极绝缘层，该公司完成了一种包含高介电的N极性晶体晶体管，并实现了优异的高频特性。

这一成就是由新能源和工业技术发展组织（NEDO）委托的“加强后5G电信系统基础设施的研究与开发项目”的成果。详情于2022年10月17日（当地时间）在美国凤凰城举行的2022 IEEE BiCMOS和 集成电路与技术研讨会（BCICTS）上公布。

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