近期，信越化學(xué)宣布，比利時(shí)微電子研究中心（imec）利用QST襯底[一種300mm氮化鎵(GaN)生長(zhǎng)襯底]制造出厚度為5μm的GaN HEMT結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)650V的高擊穿電壓。
資料顯示，QST襯底是由美國(guó)公司Qromis開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用于GaN生長(zhǎng)的復(fù)合材料襯底。信越化學(xué)于2019年獲得Qromis的授權(quán)，并開(kāi)始生產(chǎn)直徑為150mm和200mm的QST襯底，以及各種尺寸的GaN/QST外延襯底。2024年9月，信越化學(xué)開(kāi)始與Qromis合作，交付300mm QST襯底樣品。
信越化學(xué)與Qromis兩家公司一直為imec先進(jìn)的300mm CMOS晶圓廠提供300mm QST襯底。imec已開(kāi)始使用這些300mm QST襯底開(kāi)發(fā)GaN功率器件。在實(shí)驗(yàn)中，使用Aixtron的Hyperion MOCVD系統(tǒng)在300mm QST襯底上制備了5μm厚的GaN HEMT結(jié)構(gòu)。對(duì)該樣品的評(píng)估顯示，其擊穿電壓超過(guò)800V。這表明，即使在QST襯底上生長(zhǎng)大直徑GaN晶體，GaN晶體的生長(zhǎng)依然穩(wěn)定，而QST襯底的熱膨脹系數(shù)與GaN相匹配。
業(yè)界指出，在硅片上生長(zhǎng)氮化鎵時(shí)，隨著直徑的增大，會(huì)出現(xiàn)諸如“襯底翹曲”等問(wèn)題。300mm QST襯底與氮化鎵具有相同的熱膨脹系數(shù)，因此可以外延生長(zhǎng)300mm氮化鎵而不會(huì)出現(xiàn)“翹曲”或“裂紋”。預(yù)計(jì)采用大直徑襯底進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)將降低器件成本。
信越化學(xué)已開(kāi)始擴(kuò)建其150毫米和200毫米QST基板的生產(chǎn)設(shè)施，目前正在進(jìn)行300毫米QST基板的大規(guī)模生產(chǎn)。
稍早之前，imec宣布，AIXTRON、格芯、科磊、新思科技和維易科成為其300毫米（12英寸）氮化鎵低壓和高壓電力電子應(yīng)用開(kāi)放創(chuàng)新計(jì)劃的首批合作伙伴。
上述項(xiàng)目是imec氮化鎵電力電子工業(yè)聯(lián)盟計(jì)劃（IIAP）的組成部分，旨在研發(fā)300毫米氮化鎵外延生長(zhǎng)技術(shù)，以及低壓、高壓氮化鎵高電子遷移率晶體管（HEMT）工藝流程。
目前市場(chǎng)上氮化鎵產(chǎn)能主要集中在200毫米規(guī)格，imec依托自身在200毫米氮化鎵領(lǐng)域的技術(shù)積累， 推出了300毫米氮化鎵項(xiàng)目，邁出了技術(shù)發(fā)展的下一步。imec計(jì)劃2025年底前在其300毫米潔凈室中全面部署相關(guān)技術(shù)能力。
（集邦化合物半導(dǎo)體整理）
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