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日本開發(fā)出用于垂直晶體管的8英寸氮化鎵單晶晶圓

DT半導體 ? 來源:DT半導體 ? 2025-01-09 18:18 ? 次閱讀
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1月8日消息,日本豐田合成株式會社(Toyoda Gosei Co., Ltd.)宣布,成功開發(fā)出了用于垂直晶體管的 200mm(8英寸)氮化鎵 (GaN)單晶晶圓。

據(jù)介紹,與使用采用硅基GaN工藝的橫向晶體管相比,采用氮化鎵單晶構(gòu)建垂直晶體管可提供更高密度的功率器件,可用于 200mm 和 300mm 晶圓。然而,制造尺寸大于4英寸的GaN單晶晶圓一直都面臨困難。

大阪大學和豐田合成的研究人員制造了一種 200mm 的多點籽晶 (MPS) 襯底,并成功地在襯底上生長出對角線長度略低于 200mm 的六方 GaN 晶體。這使用了多點籽晶法和Na 助熔劑工藝。

多點籽晶法是一種將許多小型GaN籽晶預先分布在大型藍寶石襯底上,并在晶體生長過程中使生長的晶體熔合在一起的技術(shù)。利用該技術(shù)可以生產(chǎn)大直徑單晶。結(jié)合兩種方法的特點,將有可能生產(chǎn)出高質(zhì)量、大直徑的GaN籽晶。

Na助熔劑工藝是日本東北大學山根久典教授于1996年發(fā)明的,通過將鎵(Ga)和氮(N)溶解到液態(tài)鈉(Na)中來生長高質(zhì)量GaN單晶的技術(shù)。由于它是液相生長,因此適合生產(chǎn)高質(zhì)量的晶體。Na 助熔劑工藝目前已經(jīng)是一種成熟的高溫液相外延(LPE) 工藝。

此前,豐田合成就曾成功制造150mm(6英寸)GaN單晶晶圓,此次成功開發(fā)出200mm GaN單晶晶圓可謂是又一大突破。

據(jù)介紹,該200mm GaN襯底可用于生長 600V 垂直 GaN 晶體管,常閉操作,柵極電壓閾值超過 2 V,導通狀態(tài)下最大漏極電流為 3.3 A。此外,它還表現(xiàn)出超過 600 V 的擊穿電壓和關斷狀態(tài)操作期間的低漏電流。

日本環(huán)境省正在領導一個 GaN 功率器件廣泛應用的項目,豐田合成正在提供底層晶圓以獲得理想的 GaN 晶體。該項目的成果之一是,在豐田合成與大阪大學共同開發(fā)的 GaN 籽晶上制造 GaN 襯底,使得功率器件性能得到了明顯的改善。與在市售襯底上制造的功率器件相比,使用這些 GaN 襯底的功率器件在功率調(diào)節(jié)能力和良率方面都表現(xiàn)出更高的性能。

豐田合成表示,將繼續(xù)與政府、大學和其他公司合作,盡早推廣大尺寸GaN基板。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:日本開發(fā)出8英寸GaN單晶晶圓

文章出處:【微信號:DT-Semiconductor,微信公眾號:DT半導體】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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