GaN-on-SiC有重大突破

2020-08-13

    

與GaN-on-Si相比,GaN-on-SiC最大的劣勢就是成本,如果解決了這個問題,或使雙方的成本接近,則GaN-on-SiC的性能優勢就會凸顯出來。

   
歐洲在第三代半導體技術研究方面一直處於世界前列,時常會有突破性的技術出現。最近,瑞典的一家公司憑藉其GaN-on-SiC技術交付了6英寸晶圓。該公司首席技術官兼聯合創始人表示:“在目前的市場上,由於矽襯底價格便宜,且可以實現垂直集成,因此99%的GaN器件是GaN-on-Si。但是,GaN-on-Si的品質仍然存在很多缺陷,最大的問題是可靠性,這方面,GaN-on-SiC做得更好。我們使用了不同的生長方案來開發這項技術。GaN-on-Si必須生長5μm的厚度才能獲得良好的品質,但是其矽襯底有缺陷,而SiC層為2μm,現在,我們將其厚度降低到了200至250nm,這樣可以提高品質,減少缺陷。”

    
據悉,該公司是與Linköping大學和法國研究小組IEMN合作研究該外延技術的,這也是EU Horizon 2020專案的一部分,使用了具有有序空位的1nm原子中間層來適應第一外延層和襯底之間介面處的晶格失配。這使半絕緣SiC襯底上的300nm GaN層具有約2 MV / cm的橫向臨界擊穿場和超過3 kV的垂直擊穿電壓。該臨界擊穿場幾乎比傳統的厚緩衝法生長的矽上GaN外延晶片的擊穿場高三倍。這一突破可以顯著降低大功率器件的功耗。   

      

GaN-on-SiC也在朝著8英寸晶圓進軍,因為這是晶圓代工廠的主流,但就目前來看,8英寸的 SiC晶圓尚未廣泛使用。業界有一種說法,8英寸SiC將在兩年內成為標準的晶圓產品。

     
總之,對於射頻應用來說,GaN-on-SiC必須更薄,並為甚高頻設備提供更好的限制。而對於功率應用來說,瑞典這家公司給出的結構就足夠了,但依然需要在成本上努力,射頻的批量訂單將有助於降低基板成本。