GaN具有更高的擊穿場強、熱導率以及電子飽和速度,使得基于GaN的功率器件能夠在更低的能耗下運行,同時實現更高的效率和更小的體積。此外,由于GaN材料的寬帶隙特性,它能夠承受更高的工作溫度,從而進一步拓寬了其在嚴苛環境下的應用范圍。
在制造GaN功率器件的眾多環節中,外延層的制備顯得尤為關鍵。目前普遍采用的是異質外延技術。雖然該技術存在一些晶格失配和熱失配的問題,導致位錯密度較高,但隨著技術的不斷進步,這些問題正在逐步得到緩解。特別是自支撐GaN襯底的發展,為GaN垂直功率器件的研究和應用提供了新的動力,有助于降低位錯密度并提升器件性能。
在外延層的生長方式上,氫化物氣相外延(HVPE)和氨熱法各有所長。前者成本較低且較為成熟,而后者在晶體質量和重復性方面表現更佳,但對設備的要求也更為嚴格。這些不同的生長方式為GaN功率器件的制備提供了多樣化的選擇,以滿足不同應用場景的需求。
在當前產業進展中,國鎵半導體已深度參與氮化鎵(GaN)的產業化浪潮。國鎵半導體正通過技術創新努力降低成本并提高產品品質,以迎合市場對高性能、低價位的GaN功率器件的需求。值得關注的是,無論是同質還是異質外延技術,GaN外延層的品質近年顯著提升,雜質濃度降低,為GaN垂直器件的發展提供了堅實的基礎。
隨著5G通訊、電動車、可再生能源等領域的快速發展,對高效和小型化的功率器件需求日益增長。鑒于其獨特的性能優勢,GaN材料在未來功率器件市場中將扮演更為重要的角色。從現有應用趨勢分析,GaN功率器件已經在適配器、電動車輛、風力發電機、光伏逆變器等多個領域得到廣泛應用,其高效率和可靠性已經獲得市場的驗證和認可。
GaN(氮化鎵)材料由于其卓越的物理特性和化學穩定性,在功率器件的應用上展現出顯著的潛力。技術的持續進步及成本降低預示著在不久的將來,GaN功率器件將在多個領域得到廣泛應用,從而推動半導體行業向更高效、環保的方向邁進。
(來源:國鎵半導體)