京都大学研究组开发出新型功率半导体材料“金红石型GeO2基半导体”-icspec

京都大学研究组开发出新型功率半导体材料“金红石型GeO2基半导体”

来源:半导体产业网发布时间:2022-09-22

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9月，京都大学宣布来自该校材料化学系、立命馆大学、东京都产业技术综合研究所等的研究小组开发了一种新的金红石型GeO₂基半导体——主要是
金红石型GeO₂
（r-GeO₂），作为下一代功率半导体材料引起了关注。该研究成果于2022年8月26日在线发表于美国物理学会的国际期刊《物理评论材料》。

据悉，这种r-GeO2材料有望成为实现低损耗和高电压功率器件的下一代功率半导体材料。研究小组分析了整个成分范围内rGexSn1-xO₂混合晶体薄膜的合成和性能，并利用第一原理计算对r-GexSn1-xO₂和r-GexSi1-xO₂混合晶体薄膜进行了带状排列分析。结果证明可对GeO₂-SnO₂-SiO₂混合晶体系统中带隙等各种性能的控制，并揭示了控制r-GexSn1-xO₂混合晶体中导电性的可能性以及r-GexSi1-xO₂混合晶体作为阻挡层的用途。

目前超宽带隙（UWBG）半导体作为下一代半导体材料，包括氮化铝（AlGaN）、氧化镓（Ga₂O₃）和金刚石，被认为有望用于制作低损耗、高电压功率器件。不过UWBG半导体的基材成本高，以及难以控制pn两极化传导是器件开发的主要障碍。

在此背景下，金红石型二氧化钛（r-GeO₂）作为下一代半导体材料最近吸引了大量的关注。因为r-GeO₂可用更廉价的方法合成块状晶体，而且理论上已经预测了pn-双态传导的可能性。该研究小组表示，该结果将支持对包括r-GeO₂在内的金红石型氧化物半导体的进一步研究，并将其应用于功率器件。

（来源：粉体圈）

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