GaN MEMS/NEMS应变调控谐振器研究

以GaN为代表的第三代半导体具有高击穿电场，高电子饱和速度，高频和高功率等特性，在射频和电力电子器件领域具有巨大的性能优势。

近日，第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）于厦门召开。期间，“氮化镓功率电子器件技术分论坛”上，日本国立材料研究所独立研究员桑立雯带来了“GaN MEMS/NEMS应变调控谐振器”的主题报告，分享了最新研究成果。

跟传统的Si基电子器件相比，利用AlGaN/GaN制备的高电子迁移率晶体管可以提供10倍高的功率密度，且多以结区热点的形式出现，使得器件的有效散热成为制约其性能进一步提升的主要瓶颈。金刚石具有超高的热导率，是电子器件散热的理想导热材料。但是由于金刚石和GaN之间存在较大的晶格失配和热失配，热声子散射导致界面热阻增加。

研究涉及用于MEMS/NEMS的GaN或HEMT、用于高速通信的MEMS振荡器、硅基MEMS上GaN的结构与制备、结构和应变分析、硅释放前后GaN中的应变、谐振频率和Q测量、共振模式、RT条件下的应变稀释能量耗散，弯曲模式：RT下的共振特性，模拟共振模式形状，高温下的应变稀释能量耗散，与其他谐振器的比较，频率温度系数（TCF），屈曲模式：频率稳定机制等。

研究制作了硅上GaN双箝位MEMS谐振器。研究结果显示，高Q和低TCF都可以达到600K；预应力增加了储存的能量，导致高Q；低TCF是高T时内部热应力自补偿的结果。通过应变工程，硅上GaN有望用于高性能的微机电系统/NEMS器件。

审核编辑：刘清