比利时IMEC日前成功地在直径150mm的硅晶圆上形成了过去只能在直径100mm以下硅晶圆上形成的GaN类高速晶体管。由于150mm的直径是在产业用途中广泛使用的尺寸,因此“将可能有助于降低GaN类晶体管的生产成本”(GaN类元件研究人员)。
利用硅取代价格昂贵的蓝宝石底板和SiC底板
IMEC在直径150mm硅晶圆上形成的是应用于高频通信设备功率放大器等领域的AlGaN/GaN结构HEMT(高电子迁移率晶体管)。在直径100mm以下的硅晶圆上形成这种元件的先例过去曾经有过,但使用150mm晶圆则“在业界尚属首次”(IMEC)。决定所制作的HEMT工作速度高低的薄膜电阻据称单位面积仅约270Ω。
过去很难在大直径硅晶圆上均匀地形成HEMT所需的高质量GaN膜。因为GaN和硅的晶格常数和热膨胀系数相差较大。因此,作为硅晶圆材料目前主要使用便于和GaN进行晶格匹配的蓝宝石和SiC。由于这些材料价格比硅高,因此如能用硅取代这些材料,就能降低现已投入实用的GaN类晶体管的生产成本。
此次在利用MOPVE(metal-organicchemicalvapor-phaseepitaxy,金属有机物气相外延)法形成AlGaN/GaN结构时,IMEC利用可缓解硅与GaN晶格不匹配的自主手法解决了过去存在的问题。据称,是通过在GaN层的下层设计AlGaN缓冲层,对GaN施加压缩应变而实现的。该公司表示,准备利用此次的技术,向研究机构和合作企业提供预先形成AlGaN/GaN膜的硅晶圆。
来源:新材料产业网


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