全球首片8英寸藍寶石基GaN HEMTs晶圓發(fā)布

作者 | 發(fā)布日期 2024 年 04 月 11 日 18:00 | 分類(lèi) 產(chǎn)業(yè)

4月10日,在2024武漢九峰山論壇上,西安電子科技大學(xué)郝躍院士、張進(jìn)成教授課題組李祥東團隊與廣東致能科技聯(lián)合攻關(guān),展示了全球首片8英寸藍寶石基GaN HEMTs晶圓。通過(guò)調控外延工藝,外延片不均勻性控制在4%以?xún)?,所制備的HEMTs器件的cp測試良率超過(guò)95%,擊穿電壓突破了2000V。

source:致能科技

而在今年1月,致能科技還與郝躍院士、張進(jìn)成教授團隊等合作攻關(guān),通過(guò)采用致能科技的薄緩沖層AlGaN/GaN外延片,成功在6英寸藍寶石襯底上實(shí)現了1700V GaN HEMTs器件。

據介紹,近年來(lái),藍寶石襯底技術(shù)路線(xiàn)已被廣泛認為是實(shí)現1200-3300V GaN HEMTs的首選方案。隨著(zhù)8英寸藍寶石襯底制備工藝的日趨成熟和大批量出貨,其單片價(jià)格將快速跌破1000元人民幣。屆時(shí),疊加超薄緩沖層和簡(jiǎn)單場(chǎng)板設計等優(yōu)勢,藍寶石基GaN HEMTs晶圓成本有望進(jìn)一步降低,并將對現有Si MOSFET、IGBT以及SiC MOSFET產(chǎn)生強烈沖擊。

據悉,藍寶石GaN晶圓是一種先進(jìn)的半導體材料,它結合了GaN的優(yōu)異電子特性和藍寶石襯底的高熱導性。這種材料在高頻、高功率和高溫度應用中表現出色,尤其是在光電子和功率電子領(lǐng)域。然而,由于藍寶石和GaN的結晶常數不同,這種材料的生產(chǎn)面臨一些技術(shù)挑戰,例如缺陷密度較高和無(wú)法形成滿(mǎn)足高電壓、大電流要求的器件。

為了攻克技術(shù)難題,研究人員和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種生長(cháng)GaN結晶的方法。其中,氫化物氣相外延法(HVPE)是一種常見(jiàn)的方法,它能夠在高溫下快速生長(cháng)GaN結晶,但也可能導致晶圓翹曲和缺陷。另一種方法是氨熱法,它通過(guò)提高氨的溫度和壓力,使GaN多結晶在超臨界狀態(tài)下溶解,然后在GaN種晶上沉淀出單晶,這種方法可以生成高質(zhì)量的單結晶,但在生長(cháng)大尺寸晶圓方面仍需時(shí)間積累。

盡管存在技術(shù)挑戰,但近年來(lái)產(chǎn)業(yè)界在GaN晶圓的技術(shù)研發(fā)方面已經(jīng)取得了顯著(zhù)進(jìn)展。例如,日本大阪大學(xué)和豐田合成株式會(huì )社合作研發(fā)的新技術(shù),結合了鈉助溶劑法和點(diǎn)籽晶法,成功制造出了高質(zhì)量、低成本的體塊式GaN晶圓,這種方法有望實(shí)現大尺寸晶圓的生產(chǎn),并且已經(jīng)成功制成了6英寸和10英寸的GaN襯底。這些進(jìn)展表明,GaN晶圓的生產(chǎn)技術(shù)正在不斷成熟。(集邦化合物半導體Zac整理)

更多SiC和GaN的市場(chǎng)資訊,請關(guān)注微信公眾賬號:集邦化合物半導體。