研发报告详细内容

SweGaN 开发无缓冲 GaN-on-SiC HEMT

     

 

与查尔默斯大学联合研究高频HEMT有望为电信、航天和军事市场带来商业利益

SweGaN AB是一家基于射频和功率器件独特外延生长技术的定制GaN-on-SiC外延片制造商,它宣布了基于SweGaN QuanFINE材料的GaN高频器件的新基准。该演示承诺为整个GaN射频价值链带来商业利益,包括电信、航天和军事市场。

在与查尔莫斯科技大学微技术和纳米科学系的一项新的联合研究中,瑞典哥德堡查尔莫斯的SweGaN探索了基于GaN-HEMT技术的全精细外延晶圆性能。

该团队与该大学的科学家合作,完成了一项新的基准测试,将传统的1.8微米厚掺铁GaN缓冲外延结构与SweGaN的“无缓冲”quanfeen GaN-HEMT异质结构用于微波应用进行了比较。研究表明,采用总GaN层厚度为250nm的新概念不会影响材料质量和器件性能。此外,器件结果表明,从长远来看,“无缓冲”量子精细材料在器件水平上优于传统材料。

对于SweGaN的客户和制造商来说,新的“无缓冲”概念带来的最终好处包括更低的陷波、更好的载流子限制和更低的热阻,这可能导致GaN高频器件的更高的功率效率和更高的可靠性。

研究合作的结果发表在IEEE电子器件快报(早期访问)“SiC高电子迁移率晶体管上‘无缓冲’GaN的微波性能”上,由丁元辰、Anna Malmros、Mattias Thorsell、IEEE成员、Hans Hjelmgren、Olof Kordina、Jr Tai Chen和Niklas Rorsman组成的联合研究小组发表,成员,IEEE。

查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究教授尼古拉斯•罗斯曼(Niklas Rorsman)表示:“新的全精细概念具有许多有趣的特性,对高频电子和电力电子都非常有吸引力。作为一个例子,纯AlN背势垒的可能性将有利于良好的电子约束和热阻。我们Chalmers很高兴能参与GaN-HEMT技术的发展。”

SweGaN AB的首席技术官Jr Tai Chen说:“目前,用于Ka波段应用的GaN-on-SiC外延片要么还不成熟,要么面临严重的折衷。我们的QuanFINE外延片是一个非常可行的解决方案,可以解决客户在高频器件中遇到的短沟道效应问题。”

“我们已经有许多产品公司对我们的材料以及价值链中的最终用户感兴趣,”陈继续说。QuanFINE Epiwafer的四个主要目标群体包括世界领先的铸造厂、IDM(集成设备制造商)、无晶圆厂公司和欧洲、亚洲和美国的最终用户。”

 

联合协作的关键演示

 

-物理模拟(TCAD)表明,量子精细对改善电子约束非常有利。

-脉冲IV测量显示了使用QuanFINE概念的独特优势,与传统的厚铁掺杂缓冲相比,显示出较低的缓冲诱导色散。

-大信号测量表明,QuanFINE概念能够提供极具竞争力的输出功率水平和效率,对产品公司和最终用户极为有利。

SweGaN认为,量子精细概念的优点是在AlGaN势垒层和低TBR-AlN成核层之间形成一层薄的非掺杂GaN沟道层,该沟道层充当三明治状的双异质结构,提供了足够的2DEG限制,与传统的Fe和C掺杂外延结构相比,陷阱效应要低得多。此外,与传统的AlGaN背势垒外延结构相比,GaN沟道厚度的进一步减小将为小栅长器件(Lg<150nm)开辟一条新的途径。

对碳杂质和GaN层厚度的进一步研究,有望进一步完善无缓冲区的QuanFINE概念。

 

 

 

 

 

 


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