适用于功率和光电子集成电路的可集成准垂直GaN UMOSFETs

摘要： 首次实验验证了可集成、六边形元胞、高压、准垂直GaN功率U型沟槽栅金属氧化物半导体场效应晶体管（UMOSFET）。采用六边形元胞结构获得栅极与漏极沟槽完全一致的m面侧壁，使用与LED光电子集成的兼容金属化工艺。系统研究分析了器件性能对不同参数的依赖关系。通过测量11微米元胞间距UMOSFET，获得最低比导通电阻Ron,sp为23 mΩ·cm2、最高漏极饱和电流295 A/cm2。开式元胞设计变体的击穿电压（208 V）高于闭式元胞设计变体（89 V），而闭式元胞设计展现出更低的关态漏电流1.4×10?? A/cm2。通过将二维电阻网络模型应用于不同尺寸的UMOSFET，提取出六边形元胞的比导通电阻Rcell,sp为8.5 mΩ·cm2、埋层n+区方块电阻RBL,□为223 Ω/□。