氧化镓SBD(肖特基势垒二极管)突破

氧化镓SBD(肖特基势垒二极管)突破

2022-01-11 13:32:00 0

来源:化合物半导体杂志

新晶科技 (Novel Crystal Technology)开发出全球首款安培级1200V击穿电压氧化镓肖特基势垒二极管


作为 NEDO 的“战略节能技术创新计划”的一部分,日本公司 Novel Crystal Technology 正致力于 β-Ga2O3 肖特基势垒二极管的商业开发,该公司已宣布推出安培级 1200V 击穿电压肖特基势垒二极管 (Schottky barrier diodeSBD)。


该公司表示,这一成就将极大地推动具有高击穿电压的氧化镓 SBD 的商业化,并将导致价格更低、性能更高的电力电子产品。


此外,通过实现更高效和微型化的电力电子器件,如用于光伏发电的功率转换器、用于工业用途的通用逆变器和电源,预计SBD将有助于有效利用电能,如通过汽车和飞行器的电气化。这一成果的详细内容发表在2021年12月15日的《应用物理》在线版上,由应用物理学的日本协会发表。


β-Ga2O3具有优越的材料特性,并且与 SiC 或 GaN 相比,其晶体生长方法成本更低,后者是替代硅的高性能材料。β-Ga2O3可制成低损耗、低成本的功率器件,有望应用于家电、电动汽车、铁路车辆、工业设备、太阳能发电、风力发电等领域。国内外的公司和研究机构正在加速对β-Ga2O3的研究和开发,目标是使用这种材料来小型化和提高电气设备的效率。


新晶科技(Novel Crystal Technology)于 2017 年启动 β-Ga2O3 器件商业化计划,并一直致力于展示 β-Ga2O3肖特基势垒二极管 (SBD),作为新能源和工业技术开发组织(NEDO)战略节能技术创新计划的一部分。使用研究原型生产线和代工厂,开发了在 2 英寸晶圆上批量生产沟槽型 β-Ga2O3 SBD 的工艺,并开发了第一个安培级 1200V 击穿电压β-Ga2O3 。预计由此产生的高压β-Ga2O3 SBD将应用于下一代快速充电器等,未来对更高电压和更高功率的需求将增加。


这一成就背后有着悠久的历史。新晶体技术的母公司Tamura Corporation通过参与NEDO资助的项目(“战略性节能技术创新计划/超高压氧化镓功率器件研发”,2011年至2013年),于2015年成功开发了世界上第一个用于功率器件的β-Ga2O3外延片。


自2018年以来,公司一直在NEDO资助的项目“战略节能技术创新计划/安培级氧化镓功率器件研发”中为功率器件开发实用的β-Ga2O3 SBD。这里所报道的成功是基于 NEDO 资助的另一个项目“战略节能技术创新计划/β-Ga2O3 SBD 的商业开发”的结果,新晶科技自 2020 年以来一直参与该项目。这项成果的详细内容发表在2021年12月15日日本应用物理学会出版的《应用物理》(Applied Physics Express)在线版。


成就

氧化镓晶片抛光所需耗材


图1β-Ga2O3 场镀沟槽

MOSSBD 的光学图像

和横截面示意图


迄今为止,相对容易加工的平面型结构已被用于大电流 β-Ga2O3 SBD。但是,由于平面型具有较大的泄漏电流,因此很难制造出击穿电压为1200V的平面β-Ga2O3 SBD。2017年,Novel Crystal Technology, Inc. 成功展示了一种沟槽型β-Ga2O3 SBD,该SBD可将反向泄漏电流降低至1/1000,此后,该SBD一直在提高器件的击穿电压和电流。


上图是该器件的正向电流 IF 为 2 A (VF = 2.0 V)(下图 2a),击穿电压为 1200 V,低漏电流<10-9 A(下图 2b)。目前,该公司通过使用研究原型生产线和代工厂,能够在2英寸晶圆上批量生产SBD。

图 2. 开发的 β-Ga2O3 场镀沟槽 MOSSBD 的电流-电压特性


未来的计划


通过参与NEDO项目,新晶科技将确立制造工艺,并确保这些新型1200V击穿电压β-Ga2O3 SBD的可靠性,目标是在2023年实现商业化。该公司还将建造一个100毫米的大规模生产线,批量生产2021年6月开始上市销售的高品质β-Ga2O3 100毫米外延片。


预计到 2022 年和 2030 年将分别扩大到 1200 亿日元和 1500 亿日元的中高压高速二极管市场将尤其受益于这一发展。


中高压高速二极管市场将受益于这一发展,该市场预计将在2022年扩大到1200亿日元,到2030年将扩大到1500亿日元。


GRISH
GRISH



更多产品信息欢迎您进店选购!

https://bjgrish1.1688.com

关于国瑞升GRISH®--精密抛光材料专家&专注精密抛光20年

北京国瑞升科技股份有限公司成立于2001年6月,是国内专业从事研发、生产、经营超精密研磨抛光材料的国家级高新技术企业,是具有多项国际国内自主知识产权、多年产品技术研发经验和众多客户应用实践沉淀的业界先驱。

( https://www.bjgrish.com 010-51653168


国瑞升GRISH®以精准服务为客户提供专业化、定制化的研磨抛光解决方案,以及多种配套化、系列化的精密研磨抛光材料产品、工艺和设备,专注解决客户超精密研磨抛光的高端需求,助力客户成功!


其中国瑞升GRISH®研发生产的超精密抛光膜&抛光带、静电植砂研磨带&抛光带、3D立体凹凸磨料、单晶&多晶&类多晶--金刚石微粉及对应研磨液、CMP抛光液、研磨助剂等多种超精密抛光耗材,广泛应用于光通信、汽车、半导体、LED、蓝宝石、精密陶瓷、LCD、3C电子、辊轴、口腔医疗等多个行业,并已出口至美国、英国、德国、俄罗斯、日本、韩国、印度、巴西等多个国家和地区。

GRISH

欢迎您关注

GRISH

国瑞升GRISH®

以专业化、系列化、

配套化、定制化的产品,

精准服务,助客户成功!

电话
产品中心
应用行业
样品索取