研究人員公布低成本GaN功率器件重大進(jìn)展

　　研究人員介紹，他們第一次在200mm硅（111）晶圓上沉積了無(wú)裂縫的AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)。高清晰XRD測(cè)量顯示出很高的晶體質(zhì)量，并且研究人員還報(bào)告了“出色的”表面形貌和均勻性。AlGaN和GaN薄膜是在Aixtron應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的300mmCRIUS金屬-有機(jī)化學(xué)氣相外延（MOVPE）反應(yīng)腔中生長(zhǎng)的。       

　　“對(duì)實(shí)現(xiàn)在大尺寸硅晶圓上制作GaN器件的目標(biāo)來(lái)說(shuō)，在200mm硅晶圓上生長(zhǎng)出GaN是重要的一步，”IMEC高效功耗項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理MarianneGermain說(shuō)。“在功率變換領(lǐng)域，對(duì)基于GaN的固態(tài)開(kāi)關(guān)器件需求非常旺盛。然而，使GaN器件達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用的水平需要大幅度地降低該技術(shù)的成本。唯一的可能就是在大尺寸的硅晶圓上制作器件。150mm，之后是200mm，這是我們可以利用當(dāng)今硅加工能力的最小尺寸。”       

　　Germain也指出晶圓的翹曲問(wèn)題仍然很?chē)?yán)重，在100μm的范圍。但研究人員相信，通過(guò)優(yōu)化的緩沖層可以極大地降低翹曲，使之可用于后續(xù)工藝。她補(bǔ)充說(shuō)，“我們的目標(biāo)是繼續(xù)開(kāi)發(fā)生長(zhǎng)工藝，使之達(dá)到與Si-CMOS工藝兼容的程度。”       

　　所使用的200mm晶圓來(lái)自MEMC電子材料公司，采用Czochralski（CZ）法定制生長(zhǎng)。       

　　在100mm和150mmSi（111）襯底上成功實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)疊層也用在了這次的AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)中。首先在Si襯底上沉積一層AlN，之后是AlGaN緩沖層，為頂層厚1微米的GaN層提供壓應(yīng)力。之后是20nm的薄AlGaN（26%Al）層和2nm的GaN封蓋層。