美国实验室研发出GaN CMOS场效应晶体管

由美国波音公司和通用汽车公司拥有的研发实验室-HRL实验室已经宣布其实现互补金属氧化物半导体（CMOS）FET技术的首次展示。该研究结果发表于2016年1月6日的inieee电子器件快报上。

在此过程中，该实验室已经确定半导体的卓越晶体管性能可以在集成电路中加以利用。这一突破为氮化镓成为目前以硅为原材料的电源转换电路的备选技术铺平了道路。

氮化镓晶体管在电源开关和微波/毫米波应用中有出色的表现，但该潜力还未用于集成功率转换。“除非快速切换GaN功率晶体管在电源电路中故意放缓，否则芯片到芯片的寄生电感导致电压不稳定。”HRL资深研究工程师、首席研究员楚榕明称。

楚和他在HRL微电子实验室的同事们克服了这一限制，开发出GaN CMOS技术，可在同一硅片上集成增强型GaN NMOS和PMOS。楚表示，将电源开关及驱动电路集成在同一芯片上，是减少寄生电感的最终方法。

目前，氮化镓晶体管被设计成雷达系统、蜂窝基站、计算机笔记本电源适配器的电源转换器。“在短期内，CMOS IC可应用于功率集成电路，能够采用更小的外形尺寸，更低的成本实现更高效的电力管理，并能在恶劣的环境下工作。”楚说。“从长远来看，CMOS具有广泛替换硅CMOS产品的潜力。”

楚总结道，“由于在制造P沟道晶体管和积分的N沟道晶体管的挑战，氮化镓CMOS集成电路曾被认为是困难或不可能的。但我们最近的工作开辟了制备氮化镓CMOS集成电路的可能性。”。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所 张慧）