10,000万ボルト！！国産GaNがまたもや世界記録を更新

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2022-03-17 301

最近の、蘇州京振半導体公式サイトは、同社が開発した最新のGaNデバイスが新記録を樹立した。 - 降伏電圧10kVを超える、「これは間違いなく世界最高額だ。」

さらに重要なことに、このデバイスのGaNエピタキシャル構造はサファイア基板に基づいているため、製造コストはSiCの場合よりも高くなります。2～3倍安い。ジンジャンはこのブレークスルーが窒化ガリウムの普及に役立つと信じている。電気自動車、電力網、鉄道輸送その他高電圧応用分野においても、幅広い可能性を秘めている。

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革新的な拡張アーキテクチャ

世界最高記録を樹立

ジンジャンによると、彼らはバージニア工科大学パワーエレクトロニクス技術センター（CPES）は主要な課題に取り組むために協力し、GaN SBDを準備し、10kVを超える超高耐圧を達成することに成功しました。これは、これまでのGaNパワーデバイスの耐圧記録の中で最高値です。

6月1日、CPESもこの件について発表した。

測定の結果、Jingzhanが作製した窒化ガリウムデバイスの1つの破壊電圧は約11kV3kVまでの逆バイアスにおける容量-電圧測定では、容量性エネルギー損失はわずかであることが示されています。1.6μJ/mm。

さらに、10kVという超高耐圧を実現しながら、このデバイスは最大でバリガ性能指数が2.8GW?cm2オン抵抗は、39mΩ?cm2よりずっと低い10kV耐電圧性SiC SBD。

この技術的ブレークスルーには2つの重要な技術があり、その中には蘇州景展の新しい技術も含まれる。マルチチャネルAlGaN/GaNヘテロ構造エピタキシャルウェハ、としてもpGaN表面電界低減技術（リサーフ）。

中でも、Jingzhanの窒化ガリウムエピタキシャル材料の構造は、20nmのp+GaN/350nmのp-GaNキャップ層と、23nmのAl0.25Ga0.75N/100nmGaN真性層の5つのチャネルから構成されています。

図1：マルチチャネルAlGaN/GaN SBDデバイス構造図

サファイアをベースに

SiCよりも3倍安い

このエピタキシャル構造は、Jingzhan氏のチームがMOCVD法を用いて4インチ基板上に作製したものであると理解されている。サファイア基板二次エピタキシャル成長を必要とせずに、単一の連続エピタキシャル成長が実現されます。安価なサファイア基板と水平デバイス構造の使用により、デバイスの準備コストは大幅に削減されます。SiCダイオード。

研究チームは、4インチのサファイアウェハ上のGaNが、4インチのSiCウェハと比較してコスト削減につながることを指摘した。約2～3回さらに、Jingzhanデバイスのチップサイズは小さいため、デバイスの材料コストは同レベルのSiC SBDよりもはるかに低く、横型GaNデバイスの加工コストもSiCよりも低くなっています。

さらに、チームは10kV、0.3Aと推定した。RESURFデバイススイッチング品質係数は15.7nCV3.3kV、0.3ASIC SBDの30.8nCV。

図 2: ジン・ザンSBD他とのGaN、SiC酸化ガリウムSBD抵抗とBVベンチマークの比較（点線は理論上の限界値を示す）。

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