10,000볼트!! 국산 GaN이 또 다른 세계 신기록을 세웠습니다

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2022-03-17 301

최근의,쑤저우 징잔 반도체공식 웹사이트에서 발표했습니다.최근 개발한 GaN 소자가 새로운 기록을 세웠습니다.-항복 전압10kV를 초과합니다."이것은 단연코 세계에서 가장 높은 값입니다."

더욱 중요한 것은, 이 소자의 GaN 에피택셜 구조가 사파이어 기판을 기반으로 하기 때문에 SiC를 사용하는 경우보다 제조 비용이 더 높다는 점입니다.2~3배 더 저렴합니다.징잔은 이러한 돌파구가 질화갈륨의 시장 진출에 도움이 될 것이라고 믿습니다.전기 자동차, 전력망 및 철도 교통그 외에도 광범위한 잠재력을 지닌 고전압 응용 분야들이 있습니다.

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혁신적인 확장 아키텍처

세계 최고 기록을 세우다

징잔에 따르면, 그들은 다음과 협력했다.버지니아 공과대학교 전력전자기술센터(CPES)는 주요 문제 해결을 위해 협력하여 GaN SBD를 제작했고, 10kV 이상의 초고전압 항복을 성공적으로 달성하여 현재까지 GaN 전력 소자 중 최고 항복 전압 기록을 세웠습니다.

CPES도 6월 1일에 이 문제를 발표했습니다.

측정 결과, 징잔이 제작한 질화갈륨 소자 중 하나의 항복 전압은 대략 다음과 같습니다.11kV최대 3kV 역방향 바이어스까지의 정전용량-전압 측정 결과, 정전용량 에너지 손실은 단지 0.1에 불과한 것으로 나타났습니다.1.6μJ/mm.

더욱이, 이 소자는 10kV의 초고전압 항복 성능을 달성하는 동시에, 최대 발리가 성능 지수(Baliga figure of merit)를 갖습니다.2.8GW?cm2온 저항은 매우 낮습니다.39mΩ·cm2, 훨씬 낮음10kV내전압성 SiC SBD.

이번 기술적 돌파구에는 두 가지 핵심 기술이 있는데, 그중 하나가 쑤저우 징잔의 새로운 기술입니다.다중 채널 AlGaN/GaN 이종 구조 에피택셜 웨이퍼,게다가pGaN 표면 전계 감소 기술(재서핑).

그중 징잔의 질화갈륨 에피택셜 소재 구조는 20nm p+GaN/350nm p-GaN 캡층과 23nm Al0.25Ga0.75N/100nmGaN 진성층의 5개 채널을 포함한다.

그림 1: 다중 채널 AlGaN/GaN SBD 소자 구조도

사파이어를 기반으로 함

SiC보다 3배 저렴함

이 에피택셜 구조는 징잔 연구팀이 MOCVD 방식을 이용하여 4인치 기판 위에 제작한 것으로 알려져 있습니다.사파이어 기판이차 에피택시 공정 없이 단일 연속 에피택시가 구현됩니다. 저렴한 사파이어 기판과 수평형 소자 구조를 사용하여 소자 제작 비용이 훨씬 저렴합니다.SiC 다이오드.

연구팀은 4인치 사파이어 웨이퍼 기반 GaN의 비용이 4인치 SiC에 비해 절감된다는 점에 주목했습니다.약 2~3회또한, 징잔 소자의 칩 크기가 더 작기 때문에 동일 수준의 SiC SBD보다 재료비가 훨씬 저렴하고, GaN 소자의 측면 가공비 또한 SiC보다 낮습니다.

또한, 연구팀은 10kV, 0.3A를 추정했습니다.RESURF 장치스위칭 품질 계수는 다음과 같습니다.15.7nCV반면 3.3kV, 0.3ASIC SBD을 통한30.8nCV.

그림 2: 징잔SBD다른과GaN,SiC산화갈륨SBD온 저항 및BV벤치마크 비교 (점선은 이론적 한계입니다).

면책 조항: 본 기사는 "3세대 반도체 트렌드"에서 발췌한 내용입니다. 본 기사는 필자의 개인적인 견해일 뿐이며, 사코마이크로 및 업계의 공식적인 입장을 대변하는 것은 아닙니다. 지적 재산권 보호를 위해 재인쇄 및 공유만 허용됩니다. 재인쇄 시 원문 출처와 저자를 반드시 명시해 주시기 바랍니다. 저작권 침해 사항이 있을 경우 삭제를 위해 당사에 연락 주시기 바랍니다.

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