日前，蘇州晶湛半導(dǎo)體有限公司（以下簡稱“晶湛半導(dǎo)體”）展示了用于200V、650V和1200V電源應(yīng)用的12英寸 GaN-on-Si 外延片。

這為主流12英寸 CMOS兼容線上的HEMT晶體管生產(chǎn)鋪平了道路。

晶湛半導(dǎo)體成立于2012年，僅在成立兩年后就推出了商用8英寸GaN-on-Si HV HEMT外延片，是國內(nèi)氮化鎵（GaN）外延領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，近年來更是發(fā)展迅猛，突破連連。

目前，晶湛半導(dǎo)體已將其AlGaN/GaN HEMT外延工藝發(fā)展至12英寸硅襯底，同時保持了優(yōu)異的厚度均勻性和50µm以內(nèi)的低晶圓彎曲度。

垂直擊穿電壓測量表明，晶圓適合于200V、650V和1200V電源應(yīng)用，大大高于目前GaN的最高電壓。轉(zhuǎn)至12英寸也為在芯片上集成邏輯電路提供了更多的機會。

12英寸 GaN-on-Si HEMT外延層結(jié)構(gòu)使用一個AlN形核層，然后是應(yīng)變消除堆棧、GaN溝道、AlGaN勢壘和GaN帽。窄的XRDAlN（002）峰和一個良好均勻性的FWHM表明整個12英寸晶圓的結(jié)晶質(zhì)量較高。

從晶圓中心到晶圓邊緣的九個位置測量了AlGaN勢壘中的Al成分和2DEG載流子濃度。測量結(jié)果顯示AlGaN勢壘中鋁成分的平均值為19.9%，偏差為0.68%，表明具有均勻的2DEG電特性。CV測量證實了這一點，顯示平均電子濃度為7.2E12 cm-2，偏差小于2%。

對此，晶湛半導(dǎo)體首席執(zhí)行官Kai Cheng博士表示：“由于我們優(yōu)化了AlN成核層，我們能夠生產(chǎn)出無裂紋的GaN基HEMT外延片，可滿足高達12英寸的大尺寸硅襯底上的漏電流要求。盡管在外延工藝、應(yīng)變管理和缺陷控制方面面臨著挑戰(zhàn)，但在轉(zhuǎn)移到12英寸晶圓尺寸時，我們已經(jīng)在AlGaN/GaN HEMT結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了優(yōu)異的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和電氣性能。這必將鼓勵大功率集成電路的發(fā)展，以生產(chǎn)片上系統(tǒng)并進一步降低成本GaN功率器件的成本。”

值得注意的是，今年6月，美國弗吉尼亞理工大學(xué)電力電子技術(shù)中心（CPES）和蘇州晶湛半導(dǎo)體團隊合作攻關(guān)，通過采用蘇州晶湛新型多溝道AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延片，以及運用pGaN降低表面場技術(shù)（p- GaN reduced surface field (RESURF)制備的肖特基勢壘二極管(SBD)，成功實現(xiàn)了超過10kV的超高擊穿電壓。

這是迄今為止氮化鎵功率器件報道實現(xiàn)的最高擊穿電壓值。