ALLOS推新型硅基氮化镓外延片产品,具有超过1400V的击穿电压

来自电子、微电子及纳米技术研究院 (IEMN)的最新结果显示,ALLOS即将推出的适用于1200V器件的硅基氮化镓外延片产品具有超过1400V的纵向和横向击穿电压。

法国IEMN研究所的Farid Medjdoub博士领导的一支团队制造出了器件,并在由德国ALLOS Semiconductors公司提供的两款不同的硅基氮化镓外延片产品上进行了测量。其中之一是ALLOS即将推出的专为1200V器件应用设计的产品的原型。IEMN借助该外延片实现了超过1400V的纵向和1600V的横向(接地)击穿电压。另一款外延片是ALLOS针对600V应用推出的成熟产品,同样显示出非常高的1200V击穿电压以及更高的横向和纵向测量值。

适用于1200V器件应用的新型外延片产品来自ALLOS正在进行的一项内部开发计划。该产品的强劲性能归功于一个创新的结构,该结构结合了ALLOS的独特应变工程和高晶体质量方式,以及用于抑制泄漏和进一步提高击穿电压的其他措施。这种强劲性能的实现并未以牺牲晶体质量或晶片弯曲度等其他基本参数为代价,也未引入碳掺杂。外延生长是在标准Aixtron G5 MOCVD反应器上进行的。

在2017年11月于北京举行的国际第三代半导体论坛 (IFWS)上,ALLOS展示了使用ALLOS 600V外延片的一位行业合作伙伴所给出的器件结果。凭借成熟的器件设计和针对高达1000V泄漏的测量设置,实现了600V下0.003μA/mm²和1000V下0.033μA/mm²的值。“我们的合作伙伴给出的这一反馈对我们来说真是好消息,因为这又一次证明了我们在600V应用领域的强大技术实力。”ALLOS首席技术官Atsushi Nishikawa博士解释道,“现在最大的问题是在1000V以上的哪个电压下会出现物理击穿,以及我们能否在1200V领域再续辉煌。”

有了IEMN显示的结果,现在可以给出答案。它使用了简化的器件设计和流程,获得反馈的速度比工业流程快了许多。在ALLOS针对1200V器件推出的新型外延片产品的原型上,IEMN实现了超过1400V的纵向和1600V的横向(接地)击穿电压(分别为图1(a)和2(b))。使用浮动测量设置补充表征产生了接触距离为12μm时超过2000V的横向击穿电压(图1(c))。对于接触距离为4µm时击穿电压已超过1100V的7μm厚外延堆栈,接触距离为12μm时出现横向浮动击穿电压饱和(图1(d))。



来自IEMN的Farid Medjdoub博士在全面公正地看待这些结果后,给出了如下解释:“在基板接地的情况下,ALLOS外延片可实现超过1400V的纵向和1600V的横向击穿电压,明显优于我们迄今为止测量的来自各个行业和研究合作伙伴的所有样品。此外,我们所看到的结果表明,器件性能在晶片上非常均匀,这对于实际器件生产是一个非常重要的特性。”

在ALLOS的600V外延片产品上,IEMN实现了1200V的纵向和1500V的横向(接地)击穿电压。这两种外延片产品都没有掺杂碳。碳常被硅基氮化镓制造商用来增强分离效果,但对晶体质量和动态转换行为有负面影响。这两种产品均可提供 150mm晶片直径对应的675µm 厚度以及200mm晶片直径对应的725µm厚度。所有ALLOS外延片产品的弯曲度都被严格控制在30µm以下。

“现有的结果表明,我们已经达到了横向1.7MV/cm和纵向2MV/cm 的水平,我们还有一项旨在实现外延片级别进一步改进的计划。现在是时候与1200V产品系列的工业合作伙伴建立强大的合作伙伴关系了。” ALLOS首席执行官Burkhard Slischka说道。“由于我们是一家纯粹的外延片技术提供商,没有自己的器件制造业务,因而我们正在寻求与经验丰富的电力电子企业密切合作,以利用其基于硅基氮化镓的1200V应用带来的机会。凭借我们的技术,硅基氮化镓具备与碳化硅性能相媲美的潜力,而成本仅为晶片成本的一小部分。”




来源:ALLOS Semiconductor

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