日研究團隊制作了高質(zhì)量2英寸GaN芯片和MOSFET

　　日本三菱化學(xué)及富士電機、豐田中央研究所、京都大學(xué)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的聯(lián)合團隊成功解決了在氮化鎵(GaN)芯片上形成GaN元件功率半導體關(guān)鍵技術(shù)。GaN功率半導體是碳化硅功率半導體的下一代技術(shù)。日本通過(guò)發(fā)光二極管的開(kāi)發(fā)積累了GaN元件技術(shù)，GaN芯片生產(chǎn)量占據世界最高份額。若做到現有技術(shù)的實(shí)用化，將處于世界優(yōu)勢地位。

　　功率半導體有利于家電、汽車(chē)、電車(chē)等的節能，產(chǎn)業(yè)需求很大。GaN功率半導體中，硅基板上形成橫型GaN系的高電子遷移率晶體管等設備已經(jīng)量產(chǎn)，但是，GaN基板上形成GaN的金屬-氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)高性能設備的研究剛剛起步。美國也在積極研究，世界開(kāi)發(fā)競爭激烈。

　　日聯(lián)合團隊制作了高質(zhì)量2英寸GaN芯片和MOSFET。三菱化學(xué)面向功率半導體改良了GaN芯片量產(chǎn)技術(shù)“氨熱熱法”。優(yōu)化晶體成長(cháng)條件，將芯片平均缺陷密度，減少到以往的數百分之一、每1平方厘米數千個(gè)水平。他們2018年度目標是使缺陷進(jìn)一步降低1位數以上，實(shí)現4英寸大尺寸芯片。

　　富士電機等制作的MOSFET，元件性能指標之一的移動(dòng)度比碳化硅功率半導體高，確保了實(shí)際工作所必要的正閾值電壓。GaN的MOSFET兼有這些特性為首例。豐田中央研究所通過(guò)新離子注入法試制成功了GaN的pn結。

　　“新一代功率電子工業(yè)”為日內閣府發(fā)展戰略性創(chuàng )新創(chuàng )造計劃的一環(huán)。今后，日研究團隊將從芯片到元件形成、加工技術(shù)、基礎物性的解讀等各個(gè)方面入手，檢驗其實(shí)用性，特別要將元件縱型制作，以便通過(guò)大電流。