碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料的典型代表，也代表了功率电子器件的发展方向，在新一代高效率、小尺寸的电力转换与管理系统、新能源汽车、工业电机等领域具有巨大的发展潜力。
2019年11月25-27日，第十六届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA 2019）暨2019国际第三代半导体论坛（IFWS 2019）在深圳会展中心盛大举行。作为论坛重要的技术分会，“功率电子器件及封装技术Ⅱ”论坛于26日下午成功召开。该分会由国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟主办，深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办，得到了深圳市龙华区科技创新局、德国爱思强股份有限公司、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、英诺赛科科技有限公司、苏州锴威特半导体股份有限公司的协办支持。该会加拿大多伦多大学吴伟东教授主持。
硅基氮化镓是一种性能优良的高功率电子材料，具有高击穿电压、低导通电阻、低成本等优点。然而，由于GaN与Si晶格失配较大，硅基氮化镓的晶体质量不可避免地很差，需要碳掺杂来实现高隔离度。众所周知，碳掺杂在GaN层中产生了深陷阱，在工作过程中会产生较高的电阻等负面影响（高动态Ron）。此外，晶体质量差的GaN往往表现出较高的失效率，降低了器件的可靠性。这就阻止了GaN-on-Si高功率外延器件向大众市场和汽车等应用领域的渗透。会上，邀请到了德国ALLOS Semiconductors首席技术官Atsushi NISHIKAWA分享了《通过高品质硅基氮化镓外延以实现无碳掺杂的高隔离性和高动态表现》研究报告。
与其他公司不同的是，ALLOS Semiconductors是唯一一家能够为HPE应用而生长高晶体质量GaN的公司，因为我们已经开发了ALLOS的专有缓冲技术几十年。利用该技术，我们可以在大直径Si衬底上生长出厚度高、质量好的GaN，最大可达200mm，最适合于HPE的应用。演讲中，展示厚的和高质量的GaN-on-Si在高隔离度方面的优势，即使没有碳掺杂，也能在600v下实现低漏电流和优异的动态性能，显示在600v以下的动态Ron比小于1.25。
由于碳掺杂会导致很高的启动电阻，同时降低氮化镓晶体的质量以及器件可靠性。但是我们在十几年前就开发出ALLOS独有的缓冲层生长技术，可以生长高功率电子器件用的高质量氮化镓水晶。由于这项技术，我们可以在8英寸以下的硅衬底上生长很厚质量很高的氮化镓层。这个报告中，我们会展示生长很厚质量很高的硅基氮化镓技术，可以实现不掺杂碳的情况下600V的低泄露电流以及很好的动态性能。
