小米降噪藍牙耳機Necklace分享：聽一首歌 讀懂一個故事
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昨天（9月5日），作為全球最大的硅晶圓企業，信越化學宣布“自我革命”——將推出1800V垂直型GaN器件，這項技術主要有2個關鍵技術，今天，“行家說三代半”給大家分析一下。
第一個關鍵技術：
用GaN工程襯底實現1800V耐壓
信越化學認為，基于硅襯底的GaN功率器件要實現大電壓比較難，因為更高的電壓需要沉積更厚的GaN外延層，GaN與硅襯底具有較大的熱膨脹系數失配，很容易產生晶圓翹曲甚至開裂的問題。
垂直型GaN器件是實現大電壓的技術方向，但是垂直型器件通常需要至少10μm的高質量GaN單晶，目前可商用的GaN單晶尺寸僅為2-4英寸，不僅價格高昂，而且缺陷密度也很高。
怎么辦呢？信越化學找到了另一個實現垂直型GaN器件的方法。
2019年，信越化學獲得了美國QROMIS的(QST)工程襯底專利許可，目的是通過QST襯底開發氮化鎵外延和垂直型GaN器件等產品。
QROMIS成立于2015年成立，QST襯底是的關鍵技術，這種工程襯底使用的核心材料是陶瓷聚氮化鋁 (AlN) 層，能夠克服GaN和硅襯底之間的熱膨脹系數失配問題，因此在可以大幅增加GaN外延厚度。
QROMIS的QST工程襯底示意圖
QROMIS之前發布了6英寸和8英寸的QST襯底，以及具有5μm和10μm厚度的GaN模板，基于該模板生長的GaN器件良率為90%，并且還已證明基于QST的GaN層厚可以達到30 μm，而且無裂紋。
此外，QST襯底還可以實現更大的晶圓直徑，QROMIS計劃在2025年生產12英寸GaN襯底。
從獲得專利授權后，信越化學就一直在改善QST襯底，加快量產化進程。2022年5月，信越化學就開始擴建GaN外延量產系統。
根據公告，信越化學目前已經實現了超過10μm的GaN層穩定生長，而且他們的研發結果顯示，使用QST襯底生長了超過20μM的GaN層，并在功率器件上實現了1800V的擊穿電壓。
注：除了信越化學外，QROMIS還將該技術授權給了世界先進公司（VIS）。
信越化學垂直GaN器件的制造示意圖如下所示：
信越化學表示，他們除了出售QST襯底外，還將響應客戶需求出售GaN外延基本，目前可以提供6英寸和8英寸的陣容，未來還將擴大到12英寸。
該公司還透露，自2021年以來，他們的日本本土和其他境外客戶一直在用他們的QST技術進行功率器件、射頻器件和LED器件的技術開發，尤其是功率器件，許多客戶已經對650—1800V不同等級的GaN器件進行了持續的評估。
該公司表示，基于目前的開發結果和客戶的反饋，信越化學將繼續增加產能以響應客戶需求。
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