摘要：  即將于今年12月5~7日舉行的本屆IEEE IEDM(國際電子器件大會)中，將有來自三個不同團(tuán)隊的研究人員，展示目前化合物半導(dǎo)體所能達(dá)到的最新性能記錄。

關(guān)鍵字：  半導(dǎo)體，  晶體管，  英飛凌，  飛兆半導(dǎo)體

即將于今年12月5~7日舉行的本屆IEEE IEDM(國際電子器件大會)中，將有來自三個不同團(tuán)隊的研究人員，展示目前化合物半導(dǎo)體所能達(dá)到的最新性能記錄。

英特爾的團(tuán)隊將揭示帶30nm柵極的三柵極( tri-gate ) FinFET型量子阱砷化銦鎵(InGaAs)MOSFET。

Teledyne的團(tuán)隊與麻省理工學(xué)院(MIT)合作，將為高電子遷移率晶體管(HEMT)設(shè)立全新標(biāo)竿。研究人員在GaAs基板上制造了增強(qiáng)型40nm InGaAs異質(zhì)HEMT (metamorphic-HEMT)，并展示了超過2.7 mS/μm的跨導(dǎo)(transconductance)性能。該元件截止頻率(ft)達(dá)到了688 GHz，據(jù)Teledyne的研究人員表示，該記錄高于所有采用其他材料系統(tǒng)的FET。

另一個由HRL Laboratories/UC-San Diego組成的團(tuán)隊也將展示創(chuàng)新的HEMT元件性能，但該元件是一個超短柵極長度的氮化鎵(GaN)版本。

據(jù)了解，在化合物半導(dǎo)體之中，氮化鎵是唯一能同時支持高電流密度和高擊穿電壓的一種。如同HRL團(tuán)隊所展示的研發(fā)成果，該元件也提供了良好的高頻性能。

研究人員建構(gòu)了一個超小型、柵極長度20nm的AlN/GaN/AlGaN雙異質(zhì)結(jié)(double-heterostructure) HEMT，其截止頻率310GHz，最大震蕩頻率(fmax) 364GHz。該團(tuán)隊是透過改良柵極長度和源極的縮放，以及創(chuàng)新的自對準(zhǔn)柵極技術(shù)、垂直外延縮放(vertical epitaxial scaling)和減少寄生電阻等方法來達(dá)到這些成果。這些元件在晶圓上呈現(xiàn)出了高度一致性，擊穿電壓為9V。

另外，在稍后的專家論壇中，也將針對碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)能否在功率半導(dǎo)體應(yīng)用中取代硅進(jìn)行討論。

該專家論壇由倫斯勒理工學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute)的電子電腦暨系統(tǒng)工程教授Paul Chow主持，將探討這兩種技術(shù)應(yīng)用在功率半導(dǎo)體時必須做出的權(quán)衡。

分離式的碳化硅，以及最近被討論較多的氮化鎵功率元件，都已憑借著較傳統(tǒng)硅元件更低的功率損失和更寬廣的運行條件而進(jìn)入商用化階段。但這些元件的成本仍然很高，且長期可靠性仍是一大問題。

在專家論壇中，其中一個主軸便是未來分離式的碳化硅或氮化鎵功率元件是否能在硅晶廠內(nèi)制造，從而降低成本并擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。另外還將討論最終能否運用碳化硅或氮化鎵等元件，以并排(side-by-side)方式連同硅元件將功率、混合信號、射頻和光電元件及電路整合為一個獨立產(chǎn)品。

參與這場論壇的專家學(xué)者們包括前IR高級主管，目前是自創(chuàng)顧問公司ACOO Ltd.總裁的Michael Breiere;西門子與英飛凌共同設(shè)立的合資企業(yè)SiCED公司管理總監(jiān)Peter Frederichs;飛兆半導(dǎo)體技術(shù)長暨資深技術(shù)副總裁Dan Kinzer;加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的電子電腦工程教授Umesh Mishra;以及Cree聯(lián)合創(chuàng)始人John Palmour。