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氮化鎵高功率元件異質磊晶技術

更新時間:2026-09-30 07:50
 
技術簡介:
本所建置 AIXTRON CCS 型有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)系統,具 4 吋 Si 基板 GaN 異質磊晶自主開發能力。透過階梯式 AlGaN 緩衝層、超晶格插入層與成長溫度、壓力調控,建立應力管理與差排抑制製程視窗,薄膜缺陷密度可控制於 3.2~9.9×108 cm-2,XRD (002)/(102) 半高寬最佳 273/311 arcsec,優於業界指標(800/1200 arcsec)。另建立背景碳摻雜高阻緩衝層技術,碳濃度可調控至 1×1020 cm-3,磊晶片垂直崩潰電壓達850 V、側向崩潰電壓1,317 V(電極間距10 μm)。製成 HEMT 元件後,經30 MeV 與 1 MeV 質子照射,臨界電壓位移 < 0.05 V、轉導值衰退約 5 %、電流塌陷率無變化。

技術應用方式或技術優勢:
【技術應用方式】
1. 客製化磊晶試製:依指定之緩衝層設計、碳摻雜濃度、p-GaN 厚度與 AlGaN 組成,進行 4 吋 GaN-on-Si 磊晶開發及小批量試製。
2. 技術移轉與共同開發:製程參數視窗、缺陷抑制與碳摻雜高阻層。
【技術優勢】
1. 自有 MOCVD,磊晶結構與參數可快速調整、小批量試製,研發彈性高,不受代工排程限制。
2. 低缺陷密度 3.2~9.9×108 cm-2、XRD FWHM 最佳 273/311 arcsec,優於業界指標。
3. 碳摻雜高阻緩衝層使垂直崩壓 850 V、側向崩壓 1,317 V(電極間距 10 μm 測試結構),較未摻雜結構提升約 20 %。
4. 抗輻射:質子照射後 ΔVTH < 0.05 V、Δgm 約 5 %、電流塌陷率無變化;本院自有30 MeV質子加速器,形成「磊晶-元件-輻射驗證」完整鏈結。

專利名稱:
氮化物半導體磊晶於矽基板上之薄層結構(中華民國專利/申請中)
 
 
附檔下載
●附檔下載(1):氮化鎵高功率元件異質磊晶技術 (PDF檔案)


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