硅材料的功率半導體器件已被廣泛應(yīng)用于大功率開關(guān)中，如電源、電機控制、工廠自動化以及部分汽車電子器件。這些硅材料功率半導體器件都著重于減少功率損耗。在這些應(yīng)用中，更高的擊穿電壓和更低的導通電阻是使功率半導體器件功率損耗最小化的關(guān)鍵。然而，硅功率半導體器件的性能已接近理論的極限。此外，很多電力電子系統(tǒng)都需要非常高的阻斷電壓和開關(guān)頻率，現(xiàn)有的硅功率器件已無法滿足這么高的要求。因此，寬禁帶半導體吸引了很多關(guān)注，由寬禁帶半導體所制備的功率器件可作為具有低導通電阻的高壓開關(guān)，可以取代硅功率器件。此外，寬禁帶異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)晶體管具有較高的載流子密度和二維電子氣通道，以及較大的臨界電場強度等物理特性，其中的氮化鎵 (GalliumNitride, GaN）已被認為可制備極佳的功率開關(guān)。

GaNHEMT 器件結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-13 所示。GaNHEMT 中有一層由于極化效應(yīng)而產(chǎn)生的二維電子氣，它可作為器件的導通溝道，柵極通過耗盡二維電子氣來實現(xiàn)器件的開關(guān)。像其他場效應(yīng)晶體管一樣，氮化鎵晶體管具有較高的工作頻率，在集成電路中可用作高頻數(shù)字開關(guān)，可用于高頻產(chǎn)品，如手機、衛(wèi)星電視接收機、電壓轉(zhuǎn)換器、雷達設(shè)備和微波通信等。

審核編輯：湯梓紅