日研究团队制作了高质量2英寸GaN芯片和MOSFET

2017-02-24

日研究团队制作了高质量2英寸GaN芯片和MOSFET

出自:科技部

       日本三菱化学及富士电机、丰田中央研究所、京都大学、产业技术综合研究所的联合团队成功解决了在氮化镓(GaN)芯片上形成GaN元件功率半导体关键技术。GaN功率半导体是碳化硅功率半导体的下一代技术。日本通过发光二极管的开发积累了GaN元件技术,GaN芯片生产量占据世界最高份额。若做到现有技术的实用化,将处于世界优势地位。  

       功率半导体有利于家电、汽车、电车等的节能,产业需求很大。GaN功率半导体中,硅基板上形成横型GaN系的高电子迁移率晶体管等设备已经量产,但是,GaN基板上形成GaN的金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)高性能设备的研究刚刚起步。美国也在积极研究,世界开发竞争激烈。  

       日联合团队制作了高质量2英寸GaN芯片和MOSFET。三菱化学面向功率半导体改良了GaN芯片量产技术“氨热热法”。优化晶体成长条件,将芯片平均缺陷密度,减少到以往的数百分之一、每1平方厘米数千个水平。他们2018年度目标是使缺陷进一步降低1位数以上,实现4英寸大尺寸芯片。  富士电机等制作的MOSFET,元件性能指标之一的移动度比碳化硅功率半导体高,确保了实际工作所必要的正阈值电压。GaN的MOSFET兼有这些特性为首例。丰田中央研究所通过新离子注入法试制成功了GaN的pn结。  

       “新一代功率电子工业”为日内阁府发展战略性创新创造计划的一环。今后,日研究团队将从芯片到元件形成、加工技术、基础物性的解读等各个方面入手,检验其实用性,特别要将元件纵型制作,以便通过大电流。


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