全氮化镓器件将是明确发展方向
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苏州纳维科技有限公司董事长徐科:
2005年,甚至更早一点,碳化硅还没有商业化的单晶碳化硅衬底,今天的氮化镓是在碳化硅或者是硅上外延,所以从半导体材料角度来看,材料的质量是非常关键的。
氮化镓的发展是从蓝光LED发展开始的。蓝光LED主要是在蓝宝石上外延,是目前绝对主流技术。随着技术的发展,基于氮化镓的外延技术发展出了功率器件,特别是硅上的氮化镓。将来这个技术最大的空间是电压600V以下的功率器件。而射频器件主要采用的是碳化硅基氮化镓,主要因为散热的考虑,现在基站射频器件,70%的能量是热量,30%是发射微波,碳化硅散热更好,所以是首选。
从长远发展来看,基于氮化镓单晶材料的高质量,全氮化镓器件是明确的发展方向,但是发展有多快,需要产业界慢慢验证。其中一个是延续半导体照明和光电子,把半导体照明和LED技术继续研发下去,尤其是做激光器肯定需要氮化镓单晶材料,因为激光器的功率密度很高,这时材料质量的重要性就显示出来了。未来,功率电子和微波也是全氮化镓器件的发展方向。
氮化镓的单晶材料生长最成熟的方法是HVPE法。首先,要把材料做得很厚,或者是质量做得很好,最重要的是要控制应力。其次,需要控制导电性,这有两种方法:一个是掺Ge,一个是掺Si,业内目前倾向于掺Ge。最后,需要对材料进行表面抛光大,达到更完美的表面质量。