氮化鎵GaN前景無限

2020-10-08

  low_banner_工作區域 1.jpg

憑藉高功率、高頻工作環境下的優良性能,氮化鎵(GaN)正在快速崛起,無論是在功率,還是射頻應用領域,GaN都代表著高功率和高性能應用場景的未來,將在很大程度上替代砷化鎵(GaAs)和LDMOS。

   
而在GaN外延片方面,主要有兩種襯底技術,分別是GaN-on-Si(矽基氮化鎵)和GaN-on-SiC(碳化矽基氮化鎵)。當然,除了以上這兩種主流技術外,還有GaN-on-sapphire,以及GaN-on-GaN技術。

   
雖然GaN-on-SiC性能相對較佳,但價格明顯高於GaN-on-Si。另外,GaN-on-Si生長速度較快,也較容易擴展到8英寸晶圓。雖然GaN-on-Si性能略遜於GaN-on-SiC,但目前工藝水準製造的器件已能達到 LDMOS 原始功率密度的5-8 倍,在高於2GHz的頻率工作時,成本與同等性能的LDMOS 出入不大。另外,矽基技術也將對CMOS工藝相容,使GaN器件與CMOS工藝器件集成在一塊晶片上。這些使得GaN-on-Si成為市場主流,而且主要應用於電力電子領域,未來有望大量導入5G基站的功率放大器 (PA)。

    
GaN-on-SiC則結合了SiC優異的導熱性和GaN的高功率密度和低損耗的能力,與Si相比,SiC是一種非常“耗散”的襯底,此基板上的器件可以在高電壓和高漏極電流下運行,結溫將隨射頻功率而緩慢升高,因此射頻性能更好,是射頻應用的合適材料。在相同的耗散條件下,SiC器件的可靠性和使用壽命更好。但是,受限於SiC襯底,目前仍然限制在4英寸與6英寸晶圓,8英寸的還沒有推廣。