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氧等离子体与后退火辅助表面氧化实现高阈值电压E型p-GaN HEMTs
Oxygen plasma and post-annealing assisted surface oxidation for high- _V_ th E-mode _p_-GaN HEMTs
| 作者 | Mao Jia · Bin Hou · Ling Yang · Zhiqiang Xue · Meng Zhang |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 21 期 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 氧等离子体 后退火 表面氧化 高阈值电压 p型氮化镓高电子迁移率晶体管 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种结合氧等离子体处理与后退火工艺的表面氧化方法，用于制备高阈值电压（_V_th）的增强型p-GaN栅高电子迁移率晶体管（E-mode _p_-GaN HEMTs）。通过氧等离子体在p-GaN表面形成可控的氧化层，再经氮气氛围下高温退火优化界面质量，有效提升了栅介质与p-GaN间的界面特性，增强了Mg受主激活。该方法实现了稳定的增强型工作特性，阈值电压高达2.9 V，并显著降低了栅泄漏电流。研究为高性能E-mode HEMT器件的可控制备提供了可行方案。
English Abstract
Mao Jia, Bin Hou, Ling Yang, Zhiqiang Xue, Meng Zhang, Mei Wu, Hao Lu, Xitong Hong, Jiale Du, Qian Xiao, Lixin Guo, Xuefeng Zheng, Xiaohua Ma, Yue Hao; Oxygen plasma and post-annealing assisted surface oxidation for high- _V_ th E-mode _p_-GaN HEMTs. _Appl. Phys. Lett._ 26 May 2025; 126 (21): 212101.
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SunView 深度解读
该高阈值电压E型p-GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过氧等离子体和退火工艺提升的2.9V阈值电压，可显著改善GaN器件的开关特性和可靠性，特别适合应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计。降低的栅极漏电流有助于提升系统效率，对车载OBC等对功率密度要求较高的产品尤为重要。这一表面氧化工艺为阳光电源开发新一代高性能GaN功率模块提供了技术参考，有望进一步提升产品竞争力。