國(guó)產(chǎn)GaN迎來(lái)1700V突破！

前段時(shí)間，致能科技發(fā)布了1200V氮化鎵器件（.點(diǎn)這里.），近日，他們又有新的突破。

據(jù)了解，致能科技通過(guò)與國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)合作，成功制造出1700V GaN HEMT?器件，主要包含幾個(gè)亮點(diǎn)：

阻斷電壓超過(guò)3000V；

采用1.5μm薄層緩沖層，成本更低；

采用6英寸藍(lán)寶石襯底；

器件低導(dǎo)通電阻為17Ω·mm

根據(jù)2024年1月發(fā)表在《IEEE Electron Device Letters》期刊的最新文獻(xiàn)1，致能科技團(tuán)隊(duì)是與西安電子科技大學(xué)廣州研究院/廣州第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新中心郝躍院士、張進(jìn)成教授團(tuán)隊(duì)等合作攻關(guān)，通過(guò)采用致能的薄緩沖層AlGaN/GaN外延片，基于廣州第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新中心中試平臺(tái)，成功在6英寸藍(lán)寶石襯底上實(shí)現(xiàn)了1700V GaN HEMT器件。

該文獻(xiàn)進(jìn)一步透露，實(shí)現(xiàn)這一器件所采用的氮化鎵外延材料結(jié)構(gòu)包括：1.5μm薄層緩沖層和AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該外延結(jié)構(gòu)由廣東致能團(tuán)隊(duì)通過(guò)MOCVD方法在6英寸藍(lán)寶石襯底上外延實(shí)現(xiàn)，其外延結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖一：150mm GaN HEMT器件及外延結(jié)構(gòu)圖

“行家說(shuō)三代半”了解到，致能科技所采用的外延層技術(shù)及其制備的 GaN HEMT 器件，具有以下特征：

1.5 μm的GaN緩沖層具有良好的晶體質(zhì)量和均勻性，晶圓級(jí)方塊電阻R□中值為342Ω /□，不均勻度為1.9 %；

得益于絕緣的藍(lán)寶石襯底，緩沖層垂直漏電通道被切斷，外延/襯底界面處的橫向寄生通道也被顯著抑制；

制備的LGD為30 μm的D-mode HEMT器件具有超過(guò)3000 V的高阻斷電壓（如圖2）和17Ω·mm的低導(dǎo)通電阻。

圖二：GaN HEMT器件耐壓特性以及HTRB結(jié)果

致能認(rèn)為，這次藍(lán)寶石襯底上高性能GaN HEMT的成功展示和評(píng)估為即將到來(lái)的1700 V商用GaN器件提供了一個(gè)非常有前途的選擇。

眾所周知，GaN HEMT正在積極滲透到數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車（EV）和可再生能源等工業(yè)和汽車應(yīng)用市場(chǎng)。而打開(kāi)這些市場(chǎng)需要1200-1700V的GaN器件，同時(shí)也對(duì)GaN 器件的更高魯棒性提出了迫切需求。

致能表示，1.5 μm的薄緩沖層表現(xiàn)出非常高的均勻性、出色的耐壓能力和可忽略不計(jì)的電流崩塌。而且他們制備的GaN HEMT器件在3000 V以上兼顧了低RON和高VBD，并通過(guò)1700 V的長(zhǎng)期HTRB應(yīng)力初步驗(yàn)證了其魯棒性。

此外，致能還表示，他們的高均勻性、廉價(jià)襯底、簡(jiǎn)單外延等優(yōu)勢(shì)勢(shì)必會(huì)加速降低成本，推動(dòng)GaN HEMT走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

不同器件耐壓的適用范圍? 來(lái)源：行家說(shuō)三代半

審核編輯：黃飛

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