［本站讯］山东大学集成电路学院刘超教授团队联合远山半导体在高压氮化镓（GaN）功率晶体管领域取得重要进展，基于极化超结（PSJ）技术成功研制出1800 V耐压、电流超过20 A的增强型（E-mode）GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）。相关研究成果以“1800 V/20 A E-mode GaN PSJ-HEMTs”为题，发表于电子器件领域权威期刊IEEE Electron Devices Letters。山东大学集成电路学院研究生王紫薇为论文第一作者，刘超教授为通讯作者。

GaN HEMT凭借高临界击穿场强、高电子迁移率等优势，在650 V以下的低压消费类快充市场已实现大规模商业化应用。然而，在电动汽车、光伏逆变等中高压应用场景中，器件栅漏区严重的电场集中导致器件提前击穿的问题成为了制约其发展的关键技术难题。场板或终端技术虽可缓解这一问题，但会增加工艺复杂度和制造成本。PSJ技术通过电荷补偿效应，可实现栅漏区均匀电场分布，缓解电场集中问题，为提升GaN HEMTs的击穿电压提供了新思路。但此前报道的GaNPSJ-HEMTs多为耗尽型（D-mode），其常开特性不仅增加了电路设计的复杂性与成本，还对系统长期可靠性提出了严苛要求。

E-mode PSJ-HEMTs的（a）结构示意图，（b）显微镜俯视图，（c）转移特性，（d）输出特性，（e）击穿特性。

针对这一产业界技术难题，刘超教授团队联合远山半导体基于p-GaN栅极设计，利用远山独有的GaN PSJ高耐压氮化镓技术实现器件栅漏区极化电荷平衡，成功制备出E-mode GaN PSJ-HEMTs，在保证器件常关特性的前提下，实现了超过1800 V的击穿电压和超过20 A的电流输出特性。器件的比导通电阻低至4.6 mΩ·cm²，巴利加优值（BFOM）超过785 MW/cm²，在安培级电流输出能力的E-mode GaN HEMTs中处于领先水平，体现出E-mode PSJ-HEMT在中高压应用的巨大潜力。

该E-modePSJ-HEMTs方案规避了耗尽型器件需要负压关断的电路设计约束，在简化系统复杂度、提升可靠性的同时，充分发挥了GaN材料体系在高压、高功率方面的本征优势。此次实现的1800 V/20 A E-modeGaN PSJ-HEMTs为大功率GaN器件的开发提供了关键技术与可行路径。