GaN具有更高的击穿场强、热导率以及电子饱和速度,使得基于GaN的功率器件能够在更低的能耗下运行,同时实现更高的效率和更小的体积。此外,由于GaN材料的宽带隙特性,它能够承受更高的工作温度,从而进一步拓宽了其在严苛环境下的应用范围。
在制造GaN功率器件的众多环节中,外延层的制备显得尤为关键。目前普遍采用的是异质外延技术。虽然该技术存在一些晶格失配和热失配的问题,导致位错密度较高,但随着技术的不断进步,这些问题正在逐步得到缓解。特别是自支撑GaN衬底的发展,为GaN垂直功率器件的研究和应用提供了新的动力,有助于降低位错密度并提升器件性能。
在外延层的生长方式上,氢化物气相外延(HVPE)和氨热法各有所长。前者成本较低且较为成熟,而后者在晶体质量和重复性方面表现更佳,但对设备的要求也更为严格。这些不同的生长方式为GaN功率器件的制备提供了多样化的选择,以满足不同应用场景的需求。
在当前产业进展中,国镓半导体已深度参与氮化镓(GaN)的产业化浪潮。国镓半导体正通过技术创新努力降低成本并提高产品品质,以迎合市场对高性能、低价位的GaN功率器件的需求。值得关注的是,无论是同质还是异质外延技术,GaN外延层的品质近年显著提升,杂质浓度降低,为GaN垂直器件的发展提供了坚实的基础。
随着5G通讯、电动车、可再生能源等领域的快速发展,对高效和小型化的功率器件需求日益增长。鉴于其独特的性能优势,GaN材料在未来功率器件市场中将扮演更为重要的角色。从现有应用趋势分析,GaN功率器件已经在适配器、电动车辆、风力发电机、光伏逆变器等多个领域得到广泛应用,其高效率和可靠性已经获得市场的验证和认可。
GaN(氮化镓)材料由于其卓越的物理特性和化学稳定性,在功率器件的应用上展现出显著的潜力。技术的持续进步及成本降低预示着在不久的将来,GaN功率器件将在多个领域得到广泛应用,从而推动半导体行业向更高效、环保的方向迈进。
(来源:国镓半导体)