2022年10月26日

住友电机工业有限公司(Sumitomo Electric Industries, Ltd.)开发了一种氮化镓晶体管(GaN- hemt *¹)，该晶体管使用n极性GaN，用于栅极绝缘层的是世界上第一种基于铪(Hf)的高耐热、高介电材料，将目光投向后5g时代，这将实现更大的容量和高速通信。

gan - hemt广泛应用于高频放大器应用，包括5G。在未来的后5g时代，通信设备中使用的晶体管将需要支持更高的功率和更高的频率，以增加数据传输量。

传统上，镓极性(0001取向)GaN已被广泛应用。然而，随着对进一步更高功率和更高频率的需求，人们越来越关注n极性(000-1取向)(晶体取向不同于ga极性)特性的改善，从而实现反转HEMT结构，增加器件设计自由度，降低漏电流(图1)。同时，n极性晶体的问题是容易产生不规则的生长，这是由称为小丘的异常生长引起的。此外，在器件设计方面，实现反转HEMT结构需要开发高质量的栅极绝缘层，该绝缘层将取代传统的半导体阻挡层，作为栅极电极的屏障。

因此，住友电机利用其多年的晶体生长技术经验，实现了高质量的无小堆n极性晶体(图2)。此外，通过将一种基于铪(Hf)的高耐热高介电材料应用于最先进的Si晶体管，在世界上首次应用于具有挑战性的栅极绝缘层，该公司完雷电竞app官方成了一种包含高介电材料的n极性晶体晶体管，并实现了出色的高频特性(图3)。

这是新能源产业技术开发机构(NEDO)委托的“加强5g后通信系统基础设施研究开发项目*²”的成果。当地时间2022年10月17日，在美国凤凰城举行的2022年IEEE BiCMOS和化合物半导体集成电路与技术研讨会(BCICTS)上公布了相关细节。

gan - hemt具有高频特性和低功耗，是后5g时代的必要条件。因此，人们对其特性的进一步完善寄予了厚望。住友电机将继续开发技术，为进一步完善高频通信、节能和社会脱碳做出贡献。


*１.GaN-HEMT
HEMT是高电子迁移率晶体管的简称。顾名思义，它是一种晶体管。许多国家首先在卫星广播接收机中使用了hemt。从那时起，它们成为了各种微波和毫米波范围内的设备不可缺少的设备，如移动电话和基站、卫星导航接收机、防止车辆碰撞的毫米波雷达传感器。迄今为止，hemt已成为支撑电信社会的基础技术。基于其多年的HEMT技术经验，住友电机通过将HEMT的技术成果与具有优越材料性能的GaN相结合，领先于全球竞争对手，将GaN HEMT商业化。