展望2021之氮矽科技：用核心产品赢得市场

《化合物半导体》对氮矽科技创始人兼技术总监罗鹏的专访

Q：氮化镓（GaN）市场将随着快冲和5G基站等应用的发展加快增长，贵公司如何看待GaN相关技术和市场的发展？如何把握市场机遇？

A：2020年可以说是功率氮化镓市场爆发的元年，越来越多国际国内的公司涌入了这一领域，随着技术的不断革新以及人才和资本的不断注入，功率氮化镓以其优异的性能必将迭代式的取代传统硅器件成为电源类产品的首选器件。不同于射频端碳化硅基氮化镓，功率硅基氮化镓器件目前还有一些仍待解决的问题，比如衬底和外延之间的晶格以及热失配带来的陷阱效应，而陷阱效应会带来诸多器件参数的漂移甚至退化。但随着外延生长工艺的发展、器件结构的优化、先进封装的导入，功率硅基氮化镓的可靠性必将会有长远的进步而达到工业级乃至车规级别。

在氮化镓市场快速发展的现在，所有赛道玩家必须紧跟氮化镓革新路线，努力推出能解决客户在尺寸、散热、可靠性等痛点的核心产品以此来赢得市场。

Q：氮化镓衬底及氮化铝衬底是宽禁带氮化物半导体中两个非常难生长的材料，导致其价格也是极其昂贵，从而引发其应用场景的诸多变数，贵公司如何看待氮化镓衬底及氮化铝衬底相关技术和未来产业化的发展？

A：现今商用市场上，氮化镓/氮化铝最主要的用途还是分别集中在氮化镓器件的外延以及缓冲层中，而氮化镓/氮化铝的生长主要还是依托MOCVD（金属有机物化学气相沉积），但是其设备昂贵、生长时间长、工艺参数复杂等因素一直是氮化镓器件成本居高不下的主要原因。而对于氮化镓器件来说，外延的厚度远比衬底要薄，所以如果继续采用MOCVD来生长氮化镓/氮化铝用于制造衬底势必不会被市场所接受，所以市场上主流的氮化镓衬底制造商纷纷转向寻求其他方式来制备氮化镓单晶，有包括HVPE（氢化物气相外延）、氨热法、钠熔法等，其中HVPE已经在LED领域得到广泛应用，而在半绝缘氮化镓衬底领域，国内的镓特半导体采用HVPE自支撑生长技术在蓝宝石衬底上依次生长氮化镓薄膜/Ti/氮化镓厚膜然后再通过热失配进行自剥离，因此工艺生长速度快、设备要求简单、大尺寸化等原因使其有了商业化的可能。

无论是硅基氮化镓还是碳化硅基氮化镓，衬底与氮化镓/铝氮化镓的晶格失配和热失配都是目前制约氮化镓器件性能的因素，而作为同质衬底，氮化镓衬底是氮化镓器件衬底的最优选，国际上日本的住友、三菱都已开发出位错密度低的2/3英寸半绝缘氮化镓衬底，随着对生长工艺的不断探索、大量资本的涌入，相信未来氮化镓衬底必将成为氮化镓器件的主流衬底。

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