日本開發新技術,可實現GaN垂直導電

作者 | 發布日期 2023 年 11 月 14 日 18:01 | 分類 功率

當地時間11月13日,沖電氣工業株式會社(OKI)與信越化學合作,宣布成功開發出一種技術,該技術使用OKI的CFB(晶體薄膜鍵合)技術,從信越化學特殊改進的QST(Qromis襯底技術)基板上僅剝離氮化鎵(GaN)功能層,并將其粘合到不同材料的基材上。

該技術實現了GaN的垂直導電,有望為可控制大電流的垂直GaN功率器件的制造和商業化做出貢獻。兩家公司將進一步合作開發垂直GaN功率器件,并與制造這些器件的公司合作,讓這些器件能應用到實際生產生活中。

GaN功率器件因兼具高頻率與低功耗特性而備受關注,尤其在1800V以上高擊穿電壓的功率器件、Beyond5G的高頻器件以及高亮度Micro-LED顯示器等方面。

需要注意是,垂直GaN功率器件可以通過延長電動汽車的行駛里程和縮短充能時間來提高電動汽車的基本性能,預計未來將有顯著的需求增長。然而,目前限制垂直GaN功率器件大規模普及的因素主要有兩點:受晶圓直徑限制的生產率,和不能在大電流下實現垂直導電。

圖片來源:拍信網正版圖庫

面對這兩種限制,OKI和信越化學提出了解決方案。

針對晶圓方面,信越化學的QST基板的熱膨脹系數與GaN相當,可以抑制翹曲和裂紋。這一特性使得即便在大于8英寸的晶圓上也能夠生長具有高擊穿電壓的厚GaN薄膜,從而解除晶圓直徑的限制。

另一方面,OKI的CFB技術可以從QST襯底上僅剝離GaN功能層,同時保持高器件特性。GaN晶體生長所需的絕緣緩沖層可以被去除并通過允許歐姆接觸的金屬電極接合到各種襯底上。將這些功能層粘合到具有高散熱性的導電基板上將實現高散熱性和垂直導電性。

OKI和信越化學的聯合技術解決了上述兩大挑戰,為垂直GaN功率器件的社會化鋪平了道路。

根據TrendForce集邦咨詢《2023全球GaN功率半導體市場分析報告》顯示,全球GaN功率元件市場規模將從2022年的1.8億美金成長到2026年的13.3億美金,復合增長率高達65%。 (化合物半導體市場Rick編譯)

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