氮化镓功率器件的优势已无需赘述，但对于工程师来说，驱动设计一直都是一个棘手的问题，常常有工程师或者方案商在行家说的微信群里寻求解决方案。
最近，聚能晶源推出了一项创新性的高栅耐压 P-GaN 外延技术，能够有效地解决了该难题，该技术的主要亮点包括：- 栅耐压超过13V
- 栅漏电仅为传统 P-GaN 器件的万分之一。
聚能晶源是如何做到的？
近日，聚能晶源（青岛） 半导体材料有限公司（Genettice）宣布，他们通过优化 P-GaN 层外延结构及生长工艺，成功开发出栅耐压超过13V 的 P-GaN 增强型外延晶圆，该器件栅漏电仅为传统 P-GaN 器件的万分之一。我们都知道，栅耐压不够高是 P-GaN 增强型器件的一大问题，目前市面主流的 P-GaN 增强型器件栅耐压多在 7-8 V， 跟传统硅基功率器件正负 20 V 的栅耐压差距较大。而聚能晶源此次推出的产品极大幅度地减低了栅漏电，在13V 安全栅压范围内均可以将栅漏电控制在 100 μA 以内，可有效解决 P-GaN 器件在高可靠性应用中的栅耐压问题。
图 1 采用聚能晶源高栅压 P-GaN 外延技术的 GaN 器件栅电流与传统 P-GaN 器件的对比基于此项技术，聚能晶源不仅将其应用于 P-GaN 增强型外延晶圆中，也可以用于双沟道等特殊定制的 GaN 外延结构。近期，半导体行业核心期刊 IEEE EDL 报告了聚能晶源与香港科技大学（HKUST）合作研发的 P-GaN 栅增强型双沟道高电子迁移率晶体管技术。据介绍，促成这项技术成果的关键在于2点：
- 一方面，采用了高耐压 P 型栅，可以实现栅电极的高可靠性工作；
- 另一方面，实现了定制化的双沟道结构——通过2 个近耦合的垂直集成的 2DEG 沟道，在热电子产生的物理位置和表面之间插入了额外的 “屏障”，有效减少了激发到界面处的热电子数量，极大程度上抑制了由热电子引起的动态导通电阻退化，从而解决了制约 GaN 功率器件广泛应用的可靠性难题。
聚能晶源认为，在此新型 P-GaN 栅增强型双沟道异质结构外延片材料基础上制备的 GaN 器 件，不仅有效解决了栅耐压及热电子激发引起的两大可靠性难题，同时也可以提供更好的沟道导通能力，降低器件内阻，进一步减小 GaN 功率器件的面积和成本。测量结果显示，基于上述技术开发的新型GaN增强型功率器件，特征导通电阻低至 6.8Ω mm， 最大击穿栅压达到 13V 以上，相比传统 GaN 增强型功率器件体现了极大的性能优势，为 GaN 增强型器件在新能源汽车、光伏、移动储能、智能电网等领域的 应用提供了更好的技术解决方案。
图 2 P-GaN 栅增强型双沟道器件结构及其典型输出特性聚能晶源成立于 2018 年，是聚能创芯微电子的全资子公司。该公司专注于开发面向功率器件和 5G 及射频器件应用的高品质 GaN 外延材料，拥有多系列 6-8 寸 GaN 外延晶圆产品，并在 2020 年通过 ISO9001 质量体系认证。新闻来源：第三代半导体风向，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。
