10,000 volts! O GaN nacional estabelece mais um recorde mundial.
recente,Semicondutor Suzhou JingzhanO site oficial anunciou,Seu dispositivo GaN mais recente estabeleceu um novo recorde.-Queda de tensãoexcede 10kV,"Este é, de longe, o valor mais alto do mundo."
Mais importante ainda, a estrutura epitaxial de GaN do dispositivo é baseada em um substrato de safira, portanto o custo de preparação é maior do que o do SiC.2 a 3 vezes mais barato.Jingzhan acredita que essa descoberta ajudará o nitreto de gálio a entrar no mercado.Veículos elétricos, redes elétricas e transporte ferroviárioe outros campos de aplicação de alta tensão, com amplo potencial.
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Arquitetura de extensão inovadora
Estabeleceu o recorde mundial mais alto
Segundo Jingzhan, eles trabalharam comCentro de Tecnologia de Eletrônica de Potência da Virginia Tech(CPES) cooperou para resolver problemas-chave e preparou um SBD de GaN, alcançando com sucesso uma tensão de ruptura ultra-alta de mais de 10kV, que é o recorde mais alto de tensão de ruptura de dispositivos de potência de GaN até o momento.
Em 1º de junho, o CPES também anunciou esse assunto.
Após a medição, a tensão de ruptura de um dos dispositivos de nitreto de gálio preparados por Jingzhan é de aproximadamente11kVMedições de capacitância-tensão com polarização reversa de até 3 kV mostram que a perda de energia capacitiva é de apenas1.6 μJ/mm.
Além disso, ao atingir uma tensão de ruptura ultra-alta de 10 kV, o dispositivo apresenta um fator de mérito de Baliga de até2.8 GW·cm2, a resistência de ativação é tão baixa quanto39mΩ·cm2, muito menor que10kVDiodo Schottky de SiC resistente à tensão.
Existem duas tecnologias-chave para esse avanço tecnológico, incluindo a nova tecnologia de Suzhou Jingzhan.wafer epitaxial de heteroestrutura AlGaN/GaN multicanal,assim comotecnologia de redução do campo de superfície pGaN(RESURF).
Entre eles, a estrutura do material epitaxial de nitreto de gálio de Jingzhan inclui: camada de cobertura de 20 nm p+GaN/350 nm p-GaN e 5 canais de camada intrínseca de 23 nm Al0.25Ga0.75N/100 nm GaN.
Figura 1: Diagrama da estrutura do dispositivo SBD AlGaN/GaN multicanal
Baseado em safira
3 vezes mais barato que o SiC
Entende-se que essa estrutura epitaxial foi criada pela equipe de Jingzhan por meio do método MOCVD em um substrato de 4 polegadas.Substrato de safiraObtém-se uma epitaxia contínua única sem a necessidade de epitaxia secundária. Devido ao uso de substrato de safira barato e estrutura de dispositivo horizontal, o custo de preparação do dispositivo é muito menor do queDiodo SiC.
A equipe observou a redução de custos dos wafers de GaN de 4 polegadas sobre safira em comparação com os de SiC de 4 polegadas.Cerca de 2 a 3 vezesAlém disso, o tamanho do chip dos dispositivos Jingzhan é menor, portanto o custo do material do dispositivo é muito menor do que o de um diodo Schottky de SiC do mesmo nível, e o custo de processamento dos dispositivos laterais de GaN também é menor do que o de SiC.
Além disso, a equipe estimou que 10 kV e 0.3 ADispositivo RESURFO fator de qualidade de comutação é15.7nCV, enquanto 3.3 kV, 0.3 ASIC SBDpela30.8nCV.
Figura 2: Jing ZhanSBDcom outraGaN,SiCóxido de gálioSBDresistência eBVComparação de valores de referência (a linha pontilhada representa o limite teórico).
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