本项目获得广东省科技计划项目(2015A010103016)支持，课题名称“高效节能600V硅基氮化镓HEMTs电力电子器件”，计划类别“工业高新技术领域”。 第三代半导体拥有高频、高功率、抗高温、抗高辐射、光电性能优异等特点，特别适合于制造射频通信器件、光电子器件、电力电子器件，在 5G 通信、新能源、国防军工等市场具有明确而可观的市场前景，是半导体产业重要的发展方向。各国政府高度重视第三代半导体技术，国际龙头企业也加速布局，抢占技术和市场制高点。由于第三代半导体可用于军事装备，国外对我国实行严厉的技术封锁。《瓦森纳安排》的出口管制和中国资本对外收购频频受阻更是反映出第三代半导体已成为美国等发达国家重点关注的核心技术。我国是全球最大的第三代半导体应用市场。应充分发挥我国市场需求、技术积累、人才储备的优势，将第三代半导体作为我国集成电路产业发展的重要突破口，从而更好的支撑我国重点应用行业的发展。

    我们使用以氢化物气象外延（HPVE）为制备工艺制作的自支撑氮化镓（GaN）衬底制备了高击穿电压，低通态电阻，高开关比的垂直 GaN 肖特基势垒二极管（SBDs）以及具有低亚阈值摆动 SS 的 AlGaN / GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT），并在此基础上，改变了栅极材料，制备了使用以磁控反应溅射合成的 p 型 Cu2O 作为栅极的 AlGaN/GaN HFET，获得了较小的栅极漏电流，较大的源极开关电流比，更高的电子迁移率以及更低的的亚阈值摆幅（SS）。然后我们利用原子层沉积（ALD）将 Al2O3涂覆在 AlGaN / GaN 离子敏感场效应晶体管（ISFET）的感测区域并评估了器件对 pH 灵敏度，得到了具有与室温下非常接近能斯特极限灵敏度的 AlGaN / GaN 离子敏感场效应晶体管（ISFET），并分析了其原因。另外，使用兼容 CMOS 的无金工艺研制了具有再生 InGaN 接触的AlGaN / GaN MOSHEMT，实现了 800V 的闭态击穿电压 VBR和 2mΩ.cm2的导通电阻 Ron。最后， 在 AlGaN / GaN 金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）上采用 P（VDF-TrFE）铁电聚合物栅介质，减少源/漏串联电阻，增加了 AlGaN / GaN 异质结构的源极/漏极存取区域中的二维电子气（2-DEG）密度，实现更优良的高功率器件性能。

     本项目的研究成果可以应用于消费类电子(3C，快充电源灯)。需要通过工业电源应用的可靠性研究，未来可以应用在数据中心、汽车功率电子等高附加值行业。