近年來，對 GaN 功率和 RF 器件的各種應(yīng)用越來越多廣泛，GaN 基產(chǎn)品的需求不斷增長，總部位于新加坡的 IGSS GaN Pte Ltd（IGaN）指出其公司積極開發(fā)硅 / 碳化硅基氮化鎵外延片（GaN-on-Si / SiC）和專有的 8 英寸（200 毫米）GaN 制造技術(shù)并實現(xiàn)了商業(yè)化，產(chǎn)品用于功率，RF 和傳感器應(yīng)用。

當前，GaN 的材料的寬帶隙可提供出色的擊穿電場和高漂移速度，適合制造高功率和高頻器件，可應(yīng)用于軍事，國防，航空航天和下一代電信（尤其是 5G 網(wǎng)絡(luò)）等領(lǐng)域。在應(yīng)用方面，III 族氮化物材料（例如 GaN）通常在襯底上異質(zhì)外延生長。在各種襯底材料中，硅由于有較低的襯底成本和對襯底尺寸的靈活可擴展性，被廣泛地選擇用于包括 III 族氮化物材料的外延疊層的生長。III 型氮化物材料與硅襯底之間的材料特性差異（例如熱膨脹系數(shù)和晶格常數(shù)）可能會給實際應(yīng)用帶來技術(shù)挑戰(zhàn)（即裂紋，缺陷，晶圓彎曲和晶體質(zhì)量）。

但是，盡管 GaN-on-Si 射頻電子器件顯示出巨大的前景，但仍有一些問題需要解決。比如，在 III 型氮化物 / 硅界面處形成了一個寄生通道，這會導致寄生損耗，嚴重降低設(shè)備的輸出功率，功率增益和效率，尤其是當它們在高頻下工作時。在 RF 應(yīng)用中，GaN-on-Si 高電子遷移率晶體管（HEMT）的關(guān)鍵要求是減少 AlN / Si 界面的傳導損耗。在反應(yīng)器中摻雜 Al 和 Ga，而使 AlN / Si 界面變得導電，因此反應(yīng)器的預處理和硅襯底上第一層 AlN 層的生長條件對于抑制傳導損耗至關(guān)重要。

IGaN 公司聲稱其技術(shù)具有實現(xiàn)極低傳導損耗的獨特優(yōu)勢，符合用于射頻應(yīng)用的 GaN-on-Si HEMT 的行業(yè)標準。最近 IGaN 公司制備的 GaN-on-Si HEMT 晶圓在 10GHz 的工作頻率下，可實現(xiàn)室溫時的傳導損耗為 0.15dB，高溫下的傳導損耗為 0.23dB，顯示了 10GHz 的工作頻率下，在室溫和高溫下的傳導損耗測量值。低傳導損耗是實現(xiàn)低 RF 損耗的關(guān)鍵因素，這對于 RF 設(shè)備至關(guān)重要。

除了傳導損耗測試外，IGaN 還實施了一種在 fab 加工前篩選出性能較差的 GaN 外延片的快速方法，該方法可以節(jié)省客戶昂貴的報廢成本，并有助于避免在外延片襯底具有高傳導損耗的情況下對下游加工的晶圓和封裝器件造成潛在的浪費。IGaN 公司指出，早期發(fā)現(xiàn)高傳導損耗的外延片對于 RF-GaN 器件的大規(guī)模生產(chǎn)至關(guān)重要。

審核編輯 黃昊宇