氮化鎵（GaN）作為一種高性能半導(dǎo)體材料，因其在高頻、高功率、高溫和高壓環(huán)境下的卓越性能而備受關(guān)注。隨著對(duì)高性能電子器件需求的不斷增長(zhǎng)，GaN技術(shù)正逐漸從150mm和200mm晶圓向300mm晶圓過(guò)渡。afWesmc
在氮化鎵（GaN）技術(shù)向300mm晶圓尺寸邁進(jìn)的過(guò)程中，面臨了許多技術(shù)挑戰(zhàn)：afWesmc
- 熱膨脹系數(shù)（CTE）匹配問(wèn)題：GaN與常用的硅基襯底的熱膨脹系數(shù)不匹配，導(dǎo)致在大尺寸晶圓上生長(zhǎng)GaN時(shí)容易出現(xiàn)翹曲和裂紋，從而影響器件的制造良率和可靠性。
- 制造成本：盡管增加晶圓直徑可以降低單位面積的生產(chǎn)成本，但大尺寸晶圓的制造和處理技術(shù)更為復(fù)雜，初期投資和運(yùn)營(yíng)成本較高。
- 設(shè)備兼容性：現(xiàn)有的硅生產(chǎn)線需要進(jìn)行改造以適應(yīng)GaN的生產(chǎn)，這涉及到設(shè)備兼容性和升級(jí)的問(wèn)題。
此外，傳統(tǒng)的硅晶圓與GaN之間的CTE失配也限制了制造更高電壓器件的能力，因?yàn)檫@需要更厚的GaN外延層。afWesmc
GaN技術(shù)的一個(gè)重要里程碑
為了解決這些問(wèn)題，美國(guó)Qromis公司開發(fā)了一種名為QST（Qromis Substrate Technology）的工程化襯底技術(shù)。afWesmc
Qromis公司成立于 2015 年 3 月，位于加利福尼亞州硅谷，專注于節(jié)能、高性能寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體材料和設(shè)備解決方案。該公司開發(fā)的QST襯底具有與GaN相匹配的CTE，由多晶氮化鋁陶瓷芯構(gòu)成，并附有多層無(wú)機(jī)薄膜，頂部是一個(gè)二氧化硅（SiO2）鍵合層，允許單晶硅層作為外延GaN生長(zhǎng)的成核層。afWesmc
這種技術(shù)使得可以在300mm晶圓上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、無(wú)翹曲和無(wú)裂紋的GaN外延生長(zhǎng)，從而顯著降低了器件成本。afWesmc
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信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社成功地利用QST技術(shù)開發(fā)出了300mm（12英寸）的GaN外延生長(zhǎng)襯底，并于2024年9月初開始提供樣品。afWesmc
GaN 器件制造商由于缺乏適合 GaN 生長(zhǎng)的大直徑襯底，因此無(wú)法從增加材料直徑中受益，這一成就標(biāo)志著GaN技術(shù)的一個(gè)重要里程碑，制造商可以減少設(shè)備投資，降低成本。此外，它還促進(jìn)了高頻器件、功率器件和LED等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是在數(shù)據(jù)中心/電源方面的潛在應(yīng)用。afWesmc
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責(zé)編：Echo
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