摘要：丰田合成展示了与市售衬底相比，一项增强GaN衬底的技术如何在功率调节能力和良率上提高器件性能。研究成果发表在Physica Status Solidi (RRL) – Rapid Research Letters上。

来源：雅时化合物半导体

丰田合成的论文表明，采用其GaN衬底技术的功率器件具备更好的功率调节能力和更高的良率

丰田合成展示了与市售衬底相比，一项增强GaN衬底的技术如何在功率调节能力和良率上提高器件性能。研究成果发表在Physica Status Solidi (RRL) – Rapid Research Letters上。

这项成果出自日本环境省的一个项目，该项目着眼于GaN功率器件的更广泛应用。丰田合成化学正在为该项目提供技术，旨在利用Na-flux法（一种液相外延技术，钠充当溶剂促进晶体形成）获得理想的GaN晶体。

目前，通过HVPE制造的4英寸GaN衬底已在市面上销售，据报道，使用HVPE可以获得6英寸的GaN晶体，而7英寸的GaN衬底可通过平铺2英寸的GaN衬底获得。在厚膜生长方面，也有报道称使用HVPE法可获得厚度大于5 mm的厚膜。

使用氨热法同时生长大量GaN晶体也可降低制造成本。在这些方法中，Na-flux法因可获得大直径、低位错和低曲率的GaN晶体而备受关注。

大多数与Na-flux法有关的报告都涉及晶体质量；很少有报告对GaN器件进行表征。这篇论文既研究了使用该方法生长的最新GaN晶体的结构质量，也首次研究了以该方法制造的垂直晶体管的特性（见上图）。

在以Na-flux为基础的HVPE-GaN衬底上制造的垂直晶体管表现出常关工作状态，导通工作状态期间的栅极电压阈值超过2 V、最大漏极电流为3.3 A，这表明通过Na-flux法制造的GaN衬底上出现首个正常工作的垂直GaN晶体管。

根据关断状态特性，确认击穿电压超过600 V，并实现了较低的漏电流。研究团队还发现，通过使用偏角变化较小的GaN衬底来抑制有效载流子密度变化，导通电阻变化会有所减少。

此外，寄生PN结二极管结构的反向I-V特性显示，与市售GaN衬底相比，具有较大漏电流的器件数量有所减少。据研究人员称，这些结果显示了GaN晶体的低曲度和低穿透位错密度（TDD）的重要性。

最后，研究人员展示了一个直径为161 mm、通过Na-flux法生长的圆形GaN衬底，其直径超过了6英寸，是除了通过平铺技术制造的GaN衬底之外最大的GaN衬底。

参考文献

‘Characteristics of Vertical Transistors on a GaN Substrate Fabricated via Na-Flux Method and Enlargement of the Substrate Surpassing 6 Inches’ by Yusuke Mori, et al. 2024; physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters, Volume 18, Issue 11.

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来源：CSC化合物半导体