欧洲IMEC和Exagan等科研机构和企业共同推进硅基氮化镓器件发展

氮化镓（GaN）可提供比硅更高的开关功率和关断电压，以及更低的导通电阻，是实现先进功率电子器件的理想材料，而硅基氮化镓具有更高的兼容性和更低成本，是氮化镓器件领域的一个重要发展方向，也为欧洲科研院所和企业所重视。

IMEC的“硅基氮化镓产业联盟”

2009年7月，比利时微电子研究中心IMEC设立了“硅基氮化镓产业联盟”项目，为多个企业提供硅基氮化镓外延工艺和增强型氮化镓器件技术的联合研发平台，参与企业包括集成器件制造商（IDM）、设备和材料供应商、纯器件设计商和封装公司。目前，硅基氮化镓外延片的尺寸已从开始的100毫米、150毫米进展到200毫米，研究内容包括新型衬底以改进外延层的质量、新的隔离模型以提升集成能力，先进垂直器件等。IMEC最新的增强型功率电子器件阈值电压超过2V，导通电阻率小于10ohm.mm，输出电流超过450mA/mm。

该项目的最新进展是，通过使用IMEC独有的二极管架构和IQE的高质量外延片，IQE和IMEC在200毫米晶圆上合作研制出650V硅基氮化镓功率二极管。IQE是该项目的参与者之一，通过该项目获取了下一代外延工艺、设备和功率电子制造工艺，包括IMEC完整的200毫米CMOS兼容氮化镓器件制造工艺。

功率二极管的主要挑战是能够同时达到低泄露电流和低开启电压。基于IMEC独有的GET（Gated Edge Terminated）二极管器件架构和IQE晶圆的低缓冲泄露电压，在IMEC 200毫米硅先进生产线上制造出的氮化镓功率二极管（10mm）满足了低泄露电流（高至650V）和低开启电压等需求。该功率肖特基二极管的前向和后向性能指标在25℃到150摄氏度的全温度范围都达到了紧凑分布，如图所示。

Exagan与HIREX的合作

法国氮化镓技术初创公司Exagan与HIREX工程公司近日启动了一项战略合作，共同推进硅基氮化镓产品的研发和商业化。

法国Exagan公司于2014年由Soitec和法国微/纳米研究中心CEA-Leti共同出资成立，并获得两个机构在材料和技术领域的授权。Exagan目标是加速功率电子产业从硅基技术向硅基氮化镓技术的转化，以实现体积更小、效率更高的电子转换器。Exagan使用200毫米CMOS兼容氮化镓器件制造工艺，以及专用的G-堆叠技术制造出硅基氮化镓功率电子产品G-FET，适用于制造更小、更高功效功率转换器，在高增长市场中有广泛应用，包括插入式混电和纯电汽车、太阳能和工业应用，以及所有电子设备的高效充电。

HIREX工程公司隶属Alter技术集团公司（汉德集团宇航和电子业务单元）。汉德集团是跨国技术服务提供商，应用领域涉及宇航、工业、移动通信和信息技术。HIREX主要为宇航和工业高可靠应用提供集成电路和分立半导体器件的高可靠测试和质量认证。

Exagan与HIREX合作的目标是证实硅基氮化镓的可靠性，同时向用户展现氮化镓所带来的性能提升，以及使用该新技术的低风险。在合作中，HIREX公司将测试和认证Exagan的G-FET产品；而HIREX公司的专业知识和业务将因此增加先进功率氮化镓技术及该技术支持的产品，建立可靠和具有参考价值的氮化镓产品参数，加快氮化镓技术在功率转换器中的快速集成。

来源：大国重器——聚焦世界军用电子元器件