诺晶成功开发出高品质第三代氧化镓100mm外延片

Novell Crystal Technology 于 3 月 14 日宣布，它与佐贺大学合作开发了第三代氧化镓 100mm 外延片，其致命缺陷减少到传统的 1/10。

氧化镓

肖特基势垒二极管，使用第 3 代原型 β-Ga 2 O 3 100 毫米外延晶片。最大芯片尺寸为 10mm x 10mm（来源：NEDO 网站）

具有比GaN和SiC更大的带隙的氧化镓（β-Ga 2 O 3 ）有望作为下一代功率半导体材料。

Novell Crystal Technology 已开发出可形成100 mm β-Ga 2 O 3外延片的器件，并已作为第二代 β-Ga 2 O 3 100 mm 外延片进行生产和销售。约10个致命缺陷/cm 2使电流值劣化，无法制造大型器件，电流值被限制在10 A左右。

因此，这次调查了致命缺陷的原因，并推进了旨在提高质量的研究。结果，发现杀手缺陷的原因是主要在外延沉积过程中产生的特定粉末。通过改善外延沉积条件，据说它成功地将致命缺陷减少到 0.7 个/cm 2 ，这不到传统 100 mm 外延晶片的 1/10 。

实际测量外延片的膜厚分布和施主浓度时，对于功率器件，膜厚分布约为10 μm±5%，施主浓度分布约为1×10 16 cm -3 ±7%。除了确认没有问题之外，还制作了一个 10 mm x 10 mm 肖特基势垒二极管的原型，并对其电气特性和致命缺陷密度进行了评估。作为正向特性，电流从大约 0.8 V 开始流动。假设温度不断升高，表明获得了正常的正向特性。此外，由于测量设备的上限，最大电流值被调查到 50A，但研究小组表示，最大可以通过 300A 到 500A。此外，作为反向特性，确认了即使施加约200 V，漏电流也可以抑制到约10 -7 A。未来，通过在器件中提供电极终端结构，600 V至1200 V估计可以得到一定的耐压。

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第三代β-Ga 2 O 3外延片的膜厚分布和施主浓度分布（来源：NEDO网站）

该原型肖特基势垒二极管的反向特性良率为 51%，根据该值和本演示中使用的电极尺寸估计致命缺陷密度约为0.7 个/cm 2 。这意味着100A级β-Ga 2 O 3功率器件可以以约80%的良率制造。

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第 3 代 β-Ga 2 O 3外延片原型的肖特基势垒二极管正反方向的电流电压特性（来源：NEDO网站）

此外，诺晶科技计划为本次研发成功的第3代β-Ga 2 O 3 100mm外延片建设一条生产线，并提前开始销售，此外，施主浓度和膜厚将在未来，公司计划进一步减少杀手级缺陷，加大杀手级直径。

另外，作为NEDO事业，已经成功展示了引入沟槽结构的耐压1200V的低功耗β-Ga 2 O 3肖特基势垒二极管。我们还计划建立量产技术用于耐压1200V的沟槽型肖特基势垒二极管。