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中科院金剛石基氧化鎵異質(zhì)集成材料與器件研究獲突破性進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間：2024/12/17 10:34:55編輯：Ma Liang
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據(jù)中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所官微消息，上海微系統(tǒng)所異質(zhì)集成XOI團(tuán)隊(duì)和南京電子器件研究所超寬禁帶半導(dǎo)體研究團(tuán)隊(duì)合作，在金剛石基氧化鎵異質(zhì)集成材料與器件領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

上海微系統(tǒng)所研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)展XOI晶圓轉(zhuǎn)印技術(shù)，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)陣列化氧化鎵單晶薄膜與1英寸金剛石襯底的異質(zhì)集成。轉(zhuǎn)移處理后氧化鎵單晶薄膜材料搖擺曲線半高寬為78 arcsec，表面粗糙度為0.35 nm；金剛石/氧化鎵異質(zhì)界面過渡層厚度小于2 nm，界面熱阻為21.7 m2·K/GW，為目前已報(bào)道最優(yōu)值。

基于此制備的射頻器件性能和散熱能力得到顯著提升，器件開態(tài)飽和電流高達(dá)810 mA/mm，最大振蕩頻率去嵌前達(dá)到61 GHz，為目前報(bào)道最高值；相同功率下，器件結(jié)區(qū)最高溫度相比氧化鎵同質(zhì)器件降低250℃，散熱能力提升11倍，器件熱阻僅為5.52W·mm/K，極大提升氧化鎵射頻器件性能和散熱能力。該方法不僅成本低、不受晶圓表面質(zhì)量限制，還兼容其他不同尺寸、不同種類的XOI異質(zhì)集成薄膜到任意襯底上甚至任意位向的轉(zhuǎn)移。

（a）1英寸金剛石基陣列化氧化鎵單晶薄膜及其制備流程，（b）金剛石基氧化鎵與氧化鎵同質(zhì)薄膜 RF MOSFET器件結(jié)溫和器件熱阻對(duì)比

該研究工作充分證明了晶圓級(jí)金剛石基氧化鎵異質(zhì)集成材料具有優(yōu)異的散熱能力和射頻應(yīng)用前景，是繼硅基、碳化硅基氧化鎵異質(zhì)集成材料后的又一大新突破，將進(jìn)一步推動(dòng)高性能氧化鎵器件的發(fā)展，并為金剛石基異質(zhì)集成材料制備提供新范式。

微信號(hào)：ayiwangapp17

（來源：全球半導(dǎo)體觀察）

標(biāo)簽：射頻器，晶圓轉(zhuǎn)印技術(shù)

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