1月8日消息,，日本豐田合成株式會(huì)社（Toyoda Gosei Co., Ltd.）宣布,，成功開(kāi)發(fā)出了用于垂直晶體管的 200mm（8英寸）氮化鎵 （GaN）單晶晶圓,。

據(jù)介紹，與使用采用硅基GaN工藝的橫向晶體管相比,，采用氮化鎵單晶構(gòu)建垂直晶體管可提供更高密度的功率器件,，可用于 200mm 和 300mm 晶圓。然而,，制造尺寸大于4英寸的GaN單晶晶圓一直都面臨困難,。

大阪大學(xué)和豐田合成的研究人員制造了一種 200mm 的多點(diǎn)籽晶 （MPS） 襯底，并成功地在襯底上生長(zhǎng)出對(duì)角線長(zhǎng)度略低于 200mm 的六方 GaN 晶體,。這使用了多點(diǎn)籽晶法和Na 助熔劑工藝,。

多點(diǎn)籽晶法是一種將許多小型GaN籽晶預(yù)先分布在大型藍(lán)寶石襯底上，并在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中使生長(zhǎng)的晶體熔合在一起的技術(shù),。利用該技術(shù)可以生產(chǎn)大直徑單晶,。結(jié)合兩種方法的特點(diǎn)，將有可能生產(chǎn)出高質(zhì)量,、大直徑的GaN籽晶,。

Na助熔劑工藝是日本東北大學(xué)山根久典教授于1996年發(fā)明的,，通過(guò)將鎵（Ga）和氮（N）溶解到液態(tài)鈉（Na）中來(lái)生長(zhǎng)高質(zhì)量GaN單晶的技術(shù),。由于它是液相生長(zhǎng)，因此適合生產(chǎn)高質(zhì)量的晶體,。Na 助熔劑工藝目前已經(jīng)是一種成熟的高溫液相外延（LPE） 工藝,。

此前，豐田合成就曾成功制造150mm（6英寸）GaN單晶晶圓,，此次成功開(kāi)發(fā)出200mm GaN單晶晶圓可謂是又一大突破,。

據(jù)介紹，該200mm GaN襯底可用于生長(zhǎng) 600V 垂直 GaN 晶體管,，常閉操作,，柵極電壓閾值超過(guò) 2 V，導(dǎo)通狀態(tài)下最大漏極電流為 3.3 A,。此外,，它還表現(xiàn)出超過(guò) 600 V 的擊穿電壓和關(guān)斷狀態(tài)操作期間的低漏電流。

日本環(huán)境省正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè) GaN 功率器件廣泛應(yīng)用的項(xiàng)目,，豐田合成正在提供底層晶圓以獲得理想的 GaN 晶體,。該項(xiàng)目的成果之一是，在豐田合成與大阪大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的 GaN 籽晶上制造 GaN 襯底,，使得功率器件性能得到了明顯的改善,。與在市售襯底上制造的功率器件相比,，使用這些 GaN 襯底的功率器件在功率調(diào)節(jié)能力和良率方面都表現(xiàn)出更高的性能。

豐田合成表示,，將繼續(xù)與政府,、大學(xué)和其他公司合作，盡早推廣大尺寸GaN基板,。