波音和通用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出GaN CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管

　　由美國(guó)波音公司和通用汽車公司擁有的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室-HRL實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)宣布其實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)FET技術(shù)的首次展示。該研究結(jié)果發(fā)表于2016年1月6日的inieee電子器件快報(bào)上。

　　在此過(guò)程中，該實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)確定半導(dǎo)體的卓越晶體管性能可以在集成電路中加以利用。這一突破為氮化鎵成為目前以硅為原材料的電源轉(zhuǎn)換電路的備選技術(shù)鋪平了道路。

　　氮化鎵晶體管在電源開關(guān)和微波/毫米波應(yīng)用中有出色的表現(xiàn)，但該潛力還未用于集成功率轉(zhuǎn)換。“除非快速切換GaN功率晶體管在電源電路中故意放緩，否則芯片到芯片的寄生電感導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定。”HRL資深研究工程師、首席研究員楚榕明稱。

　　楚和他在HRL微電子實(shí)驗(yàn)室的同事們克服了這一限制，開發(fā)出GaNCMOS技術(shù)，可在同一硅片上集成增強(qiáng)型GaNNMOS和PMOS。楚表示，將電源開關(guān)及驅(qū)動(dòng)電路集成在同一芯片上，是減少寄生電感的最終方法。

　　目前，氮化鎵晶體管被設(shè)計(jì)成雷達(dá)系統(tǒng)、蜂窩基站、計(jì)算機(jī)筆記本電源適配器的電源轉(zhuǎn)換器。“在短期內(nèi)，CMOSIC可應(yīng)用于功率集成電路，能夠采用更小的外形尺寸，更低的成本實(shí)現(xiàn)更高效的電力管理，并能在惡劣的環(huán)境下工作。”楚說(shuō)。“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，CMOS具有廣泛替換硅CMOS產(chǎn)品的潛力。”

　　楚總結(jié)道，“由于在制造P溝道晶體管和積分的N溝道晶體管的挑戰(zhàn)，氮化鎵CMOS集成電路曾被認(rèn)為是困難或不可能的。但我們最近的工作開辟了制備氮化鎵CMOS集成電路的可能性。”。