晶湛展示300mm硅基氮化镓HEMT晶圆
外延片在200V、650V和1200V功率应用中表现出均匀性和低晶圆弯曲度
位于中国苏州工业园区的GaN晶圆外延片代工厂晶湛半导体宣布，它已经展示了一系列高质量的300mm硅基氮化镓HEMT外延片，它们具有良好的厚度均匀性和低晶圆弯曲度，适用于200V、650V和1200V功率应用——为使用更复杂的300mm CMOS兼容线的器件加工铺平了道路。
基于GaN-on-Si HEMT技术的商用GaN功率器件在消费电子、工业电子和数据中心以及能源、汽车和移动领域等广泛应用中越来越受欢迎。在成本降低和更复杂的集成电路设计的推动下，该行业现在正朝着更大的晶圆尺寸发展。
继2014年成功推出商用200mm硅基氮化镓HV HEMT外延片后，晶湛半导体现在已经成功将其AlGaN/GaN HEMT外延工艺转移到300mm硅衬底上，同时保持了出色的厚度均匀性和50μm以内的低晶圆翘曲。垂直电压击穿测量表明该晶片适用于 200V、650V 和 1200V 电源应用（本页顶部图 1）。
为解决晶圆开裂/弯曲和高结晶缺陷的关键问题而采用的300毫米硅基氮化镓外延层结构如上图2(a)所示。生长从AlN成核层开始，然后是应力消除层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层和GaN帽。如上图2(b)所示，狭窄的XRD AlN(002)峰和良好的FWHM均匀性表明整个300mm晶圆结晶质量很高。
图3（上图）显示了AlGaN势垒层中的Al成分和在从晶圆中心到晶圆边缘的九个位置测量的2DEG载流子浓度。测量结果表明，AlGaN 势垒层中Al成分的平均值为19.9%，标准值为0.68%（图 3a），表明具有均匀的2DEG电气特性。这已被CV测量所证实，显示平均电子浓度为 7.2E12 cm -2且误差小于2%（图 3b）。
“得益于我们优化的AlN成核层，我们能够生产无裂纹的GaN基HEMT外延片，满足300mm以下的大尺寸硅衬底的漏电流要求，”晶湛CEO程凯说，“尽管在向300毫米晶圆尺寸发展时，在外延工艺、应变管理和缺陷控制方面存在挑战，但我们在AlGaN/GaN HEMT结构中实现了出色的结构质量和电气性能。这必将鼓励大功率集成电路的开发，以生产片上系统，并进一步降低GaN功率器件的成本。”
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