récent,Suzhou Jingzhan Semi-conducteurLe site officiel a annoncé,Son dernier dispositif GaN développé a établi un nouveau record-Tension de claquagedépasse 10 kV,« C'est de loin la valeur la plus élevée au monde. »
Plus important encore, la structure épitaxiale GaN du dispositif est basée sur un substrat de saphir, ce qui explique un coût de fabrication plus élevé que celui du SiC.2 à 3 fois moins cher.Jingzhan pense que cette percée permettra au nitrure de gallium de s'imposer sur le marché.Véhicules électriques, réseaux électriques et transport ferroviaireet d'autres domaines d'application à haute tension, présentant un large potentiel.
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Architecture d'extension innovante
Établir le record du monde le plus élevé
Selon Jingzhan, ils ont travaillé avecCentre de technologie de l'électronique de puissance de Virginia Tech(CPES) a coopéré pour résoudre les problèmes clés et a préparé une diode Schottky GaN, atteignant avec succès une tension de claquage ultra-élevée de plus de 10 kV, ce qui constitue le record le plus élevé de tension de claquage des dispositifs de puissance GaN à ce jour.
Le 1er juin, le CPES a également annoncé cette affaire.
Après mesure, la tension de claquage de l'un des dispositifs en nitrure de gallium préparés par Jingzhan est d'environ11kVLes mesures de capacité-tension jusqu'à 3 kV en polarisation inverse montrent que la perte d'énergie capacitive est seulement1.6 μJ/mm.
De plus, tout en atteignant une tension de claquage ultra-élevée de 10 kV, le dispositif présente un facteur de mérite Baliga pouvant atteindre2.8 GW?cm2, la résistance à l'état passant est aussi faible que39 mΩ?cm2, bien inférieur à10kVDiode Schottky SiC résistante à la tension.
Cette percée technologique repose sur deux technologies clés, dont la nouvelle technologie de Suzhou Jingzhan.Plaquette épitaxiale à hétérostructure AlGaN/GaN multicanaux,ainsi quetechnologie de réduction du champ de surface pGaN(RESURF)。
Parmi eux, la structure du matériau épitaxié en nitrure de gallium de Jingzhan comprend : une couche de recouvrement p+GaN de 20 nm/350 nm p-GaN et 5 canaux de couche intrinsèque Al0.25Ga0.75N/100 nmGaN de 23 nm.
Figure 1 : Schéma de structure du dispositif SBD AlGaN/GaN multicanal
À base de saphir
3 fois moins cher que le SiC
Il est entendu que cette structure épitaxiale a été créée par l'équipe de Jingzhan par la méthode MOCVD sur un substrat de 4 pouces.Substrat en saphirUne épitaxie continue unique est obtenue sans nécessiter d'épitaxie secondaire. Grâce à l'utilisation d'un substrat de saphir bon marché et d'une structure de dispositif horizontale, le coût de fabrication du dispositif est bien inférieur àDiode SiC.
L'équipe a constaté une réduction des coûts pour les plaquettes de GaN de 4 pouces sur saphir par rapport aux plaquettes de SiC de 4 pouces.Environ 2 à 3 foisDe plus, la taille de la puce des dispositifs Jingzhan étant plus petite, le coût des matériaux du dispositif est bien inférieur à celui des diodes Schottky SiC de même niveau, et le coût de traitement des dispositifs GaN latéraux est également inférieur à celui des dispositifs SiC.
De plus, l'équipe a estimé que 10 kV, 0.3 ADispositif RESURFLe facteur de qualité de commutation est15.7nCV, tandis que 3.3 kV, 0.3 ASIC SBDpour30.8nCV.
Figure 2 : Jing ZhanSBDavec les autresGaN,SiCoxyde de galliumSBDrésistance à l'état passant etBVComparaison des valeurs de référence (la ligne pointillée représente la limite théorique).
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