氮化鎵GaN 器件主流- 600V GaN D-mode HEMT介紹

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28 10 月, 2021

A以目前氮化鎵GaN而言，專有名詞和縮寫如下，這有助於我們了解氮化鎵GaN規格和用途。本文章是氮化鎵GaN基楚介紹，從網路上收集相關文章，協助進一步瞭解氮化鎵GaN用途。

HEMT : High Electron Mobility Transistors
MIS-HEMT : Metal-Insulator-Semiconductor -High Electron Mobility Transistors
E-mode GaN : Enhancement-mode GaN
D-mode GaN : Depletion-mode GaN
Gross die: 一片wafer有多少顆產品。一般而言，目前GaN wafer 是6吋晶片。
2DEG: two dimensional  electron  gas(二維電子氣通道)

我們從氮化鎵GaN市場、用途說起，包含氮化鎵GaN製程、氮化鎵GaN結構和相關差異。未來的氮化鎵GaN會是氮化鎵GaN on SiC 且結構是垂直型。在考量成本和製程能力下，目前主流市場是氮化鎵GaN on Si的水平結構，且以6吋晶片為主。

氮化鎵GaN 市場、應用，特別在Power Electronics:

新通訊

Pradeep’s Point!

FEI STU

氮化鎵GaN構造:

ResearchGate

一般氮化鎵GaN 結構而言，電流是在氮化鎵GaN內流動，也是圖上Active Region。
為避免電流流出氮化鎵GaN區域，上下層用AlGaN來防止電流外溢，也就是絕緣層。
Active Region 也稱為2DEG(two dimensional electron gas;二維電子氣通道)

氮化鎵GaN製程:

單晶襯底 (或 SiC/藍寶石/Si)，藍寶石主要用於LED。碳化矽SiC比Si有比較好、比較少的缺陷，但製程相對難且貴。
2DEG 為主要channel，也是GaN器件核心，上下層的AlGaN過厚，容易導致散熱不佳。
D-mode HMET GaN: 氮化鎵GaN是HMET(High Electron Mobility Transistors) 元件，他的Vt是負的，也就是常開元件(D-mode)，一般應用而言，我們希望元件是常關(E-mode)，即是不導通狀態，這是D-mode HMET的缺點。好處是Vt比較高，製程簡單。
E-mode HMET GaN:某大Fab廠，在製程上，Gate poly 和 implant 上作相應調整，嚷Vt是正的。缺點是柵極漏電上升(higher gate leakage current)，同時最大Vg 約在7V左右。