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业界动态 | Industry

当在硅基片上生长 GaN 薄膜时，由于硅和
GaN 的导热系数不同，因而会引发材料应力并最
终产生裂缝。为了尽力解决这个问题，法国异质
外延研究中心 CNRS-CRHEA 的研究人员花费了
10 多年的时间。
但是到了 2003 年，法国的宽带隙半导体公
司 Picogiga 开发了一种用于在硅基片上生长厚的
高质量 GaN 层的 GaN 缓冲层，并获得了专利授权。
这家公司之后被同样来自法国的半导体材料制造
商 Soitec 收购。
2012 年，Soitec 与法国的电子研究机构
CEA-Leti 联手合作，开发了一种适用于 650 V 功
率开关器件的 200 mm CMOS 兼容型 GaN FET 工
艺，并随后把此项技术转让给了 Exagan 以实现商
品化。
与 X-Fab 的合作始于 2015 年，而短短两年
Exagan 公司联合创始人，总裁兼首席执行官 Frédéric Dupont (右)
时间就攻克了多个阻滞 200 mm CMOS 工艺取得 和 X-Fab 首席技术官 Jens Kosch。
成功的障碍。
Dupont 说，重要的是，Exagan 已开发出其 条标准的 CMOS 制造生产线，并为了这种新型
所谓的 G-Stack 材料技术，该技术基于 CNRS- GaN 材料以批量生产的水平运转。”
CRHEA 缓冲层，并包括 GaN 绝缘层和应变管理 眼 下，Exagan 已开始向其首批客户提供
层。这些层可释放 GaN 结晶应力，改善结晶质量， 650V G-FET 样品。据描述，这些器件具有高的
并形成无裂缝的高平面度晶圆以用于 CMOS 造。 击穿电压、低的垂直泄漏和高的工作温度，不过
他说 ：“直径越大，想获得非常平整的晶圆 upont 表示 ：器件的具体性能指标还不能透露。
就越困难，而且管控裂缝和弯曲一直是巨大的挑 另外，Exagan 还一直在与德国的认证服务机
战。但是 G-Stack 解决了这个难题，我们能够制 构 TÜV Nord 开展合作，以通过旨在满足汽车和
造完全符合 CMOS 工艺要求的晶圆。” 航空航天行业标准的产品资质鉴定。
的确，正如 Dupont 的同事、X-Fab 首席技 对于 Exagan 的 650 V G-FET 来说，电动汽
术官 Jens Kosch 指出的那样，附加的缓冲层常常 车充电将是最初的目标应用之一 ；这是一个不断
需要增加晶圆厚度，并有可能给 CMOS 生产带 成长的市场，受到了诸如 Fujitsu、Infineon 以及
来问题。 其他 SiC 和 GaN 供应商等公司的重点考察。
按照他的话说 ：“在保持可接受的硅晶圆厚 Dupont 断言 ：“致力于 GaN 研究的公司虽然
度的同时获得适合 CMOS 工艺的必要晶圆弯曲， 有很多，但是我们的技术和商业模型是独特的 ；
这是一项真正的挑战，不过我们做到了这一点并 我们控制着从外延到系统级的整个工艺流程。”
解决了设备兼容性问题。” 他补充说 ：“关键在于，我们与 X-Fab 的合
硅基 GaN 制造工艺遵守标准 CMOS 工艺严 作伙伴关系使我们拥有了很快达到批量生产水平
格的污染规则。Dupont 说 ：“我们还为自己的 8 的产能，并可提供极具成本竞争力的器件。我相
寸工艺采用了全自动化的外延设备（包括自动化 信，不久业界就将承认我们是 GaN 市场的「加速
晶圆处理），以避免任何接触和晶圆污染。” 器」。”
至关重要的是，支持硅基 GaN 器件制造不需
要某一额外的工序或工具。Kosch 强调指出 ：“我
们确实希望与 CMOS 生产线完全兼容，而没有专
用工具的额外工序。从第一天起，我们的共同目
标就是避免追加资本支出，而我们现在使用了一

www.compoundsemiconductorchina.net 化合物半导体 2018年第1期 7