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Imec开发出世界上首个8英寸无色散常闭式/增强型硅基GaN功率器件
2017-06-15
 

[据固态技术网站2017613日报道] 比利时微电子研究中心(Imec)在200毫米/8英寸硅基上成功开发出200V650V无色散常闭式/增强型氮化镓功率器件。它具有超低动态导通电阻(20%以下)、最先进的性能和再现性。此外,压力测试也展示了良好的器件可靠性。该技术正在准备进行原型设计、定制化小批量生产与技术转移。

与硅相比,氮化镓技术可以实现更快开关的功率器件,具有更高的击穿电压和较低的导通电阻,因而氮化镓成为先进功率电子器件的理想材料。比利时微电子研究中心的硅基氮化镓功率器件技术不采用金属,并且与硅晶圆厂的晶圆处理和污染要求相符合。氮化镓器件结构的关键部分是缓冲层,它需要适应AlGaN/GaN材料体系和硅衬底之间的晶格参数和热膨胀系数的巨大差异。比利时微电子研究中心在缓冲层设计方面取得了突破性进展(正在申请专利):允许在大直径200mm晶圆上生长650VGaN缓冲层。通过将硅衬底的厚度和掺杂相结合,200mm氮化镓衬底的产量不断增加,可以低成本生产氮化镓功率器件,逐渐具有竞争力。此外,研究人员已优化清洗和介电沉积条件,并且将继续研究场板设计(用于实现性能改进的常用技术)。因此,该器件在25~150℃全温度范围、650V内呈现出低于20%的动态导通电阻。这意味着从关断状态切换后的晶体管导通状态几乎没有变化,这是氮化镓技术的典型挑战。

比利时微电子研究中心氮化镓技术的项目经理Stefaan Decoutere说:“在大直径衬底(200mm/8英寸)上制成硅基氮化镓功率器件后,接下来,比利时微电子研究中心将对常闭式/增强型氮化镓功率器件技术进行原型设计、小产量生产以及全技术转移。在增强型功率器件开关旁边,Imec还提供侧向肖特基二极管,用于功率开关。基于Imec专有器件架构,该二极管结合了低开启电压和低泄露电流,高达650V——这是一个非常具有挑战性的组合。”(工业和信息化部电子第一研究所   许文琪)

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