11月16日,围绕氮化镓及其它新型宽禁带半导体电力电子器件技术设置的专题分会,由山东大学校长、教授张荣,北京大学物理学院教授、北京大学宽禁带半导体联合研究中心主任张国义,美国弗吉尼亚理工大学教授、美国工程院院士Fred C. LEE联合坐镇,召集了全球顶级专家精英,打造一场氮化镓等第三代半导体电力电子器件的盛会。会议现场十分火爆,受场地限制,很多与会代表都站着听完会议,火爆程度可想而知!
会上,来自比利时EpiGaNnv首席执行官兼共同创始人Marianne GERMAIN,介绍了“大直径硅外延片上的氮化镓高效率的功率切换”研究报告。
Marianne Germai1999年取得比利时烈日大学电机工程PhD。她建立了烈日大学与与亚琛工业大学的密切合作,并被美国普渡大学和德国维尔茨堡大学邀请为邀请科学家。2001年,她加入了IMEC(一家位于比利时的国际微电子研究中心),并领导了高功率/高频应用的氮化镓技术的发展。2004年开始,她任职项目经理管理“Efficient Power/GaN”项目,于2007年至2010年任职“III-V systems”组组长。2008年至2009年,她通过了比利时弗拉瑞克鲁汶根特管理学院培训管理课程。2010年5月,她和同事Joff Derluyn博士和Stefan Degroote 博士联合创立了EpiGaN nv(清洁技术副产品,制造应用电子产品的氮化镓外延)。现任职首席执行官兼董事会成员。她已经发表和共同发表了超过100篇文章。她共同拥有几个氮化镓材料和器件方面的专利。
她表示,为延伸硅材料的电力电子特性,必须采用GaN-on-Si技术。该技术能够减小能量损耗(能量供给,动力驱动),并且能够允许高的操作温度(服务器,电动车辆……),同时减小功率转换器(电脑电源、汽车、空间……)的体积和重量。
GaN-on-Si技术能够打破硅边界的高效功率转换的决定性优势在于它很好地将高性能和低成本结合在一起。这主要归功于使用低成本硅衬底,可以获得大硅片,完全兼容于现有的硅生产线和生产车间。以15年以上的MOCVD生长三族氮化物结构的经验,EpiGaN已经建立了独特的工艺用于生长GaN基电力电子和射频电子应用的异质结构。
关键的差异性之一是原位生长的外延片的封盖过程,作为优化的表面钝化层,能够生产更牢固,并且更可靠的器件,同时可以减小晶体管的尺寸,因此增加了每个晶圆上的芯片数目(每个晶圆上多30%)。
特别考虑到非常薄的AlN二进制界限形成的2DEG。在硅衬底上生长的这些SiN/AlN/GaN结构表现出很高的载流子密度,同时保持极好的迁移率。与InAlN晶格匹配的异质结构相反,这些结构的漏电流很低。本文将给出最新的150 nm和200 nm晶圆的发展,在室温和150℃条件下减小泄漏结构,具有极好的动态电阻特性,适合高电压开关应用。