在200毫米的CTE匹配基板上开发和分析厚厚的GaN漂移层,用于垂直设备处理

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 化 (GaN) 表的进步对于下一代电力电子非常重要.
• 垂直GaN电源设备提供了卓越的性能,但需要厚厚的,高质量的表轴层.
• 大直径晶圆加工对于成本效益高的制造至关重要.

研究的目的:

• 在垂直电源设备的工程基板上报告厚厚的GaN层的表轴生长.
• 调查这些设备的电气特性和故障机制.
• 评估GaN电源设备的CMOS兼容处理的可行性.

主要方法:

• 在200毫米的多晶AlN核心基板上,8.5μmGaN的表轴生长.
• 使用二极管测试结构,导电性原子力显微镜 (cAFM) 和扫描传输电子显微镜 (STEM) 的表征.
• 使用一维跳跃导电建模分析泄漏电流.

主要成果:

• 在二极管测试结构中达到超过750V的硬断电压.
• 识别了杂质/金属扩散到线程位移中作为故障电压的限制因素.
• 分析了脱位核心结构 (双5/6原子配置) 和泄漏贡献.
• 跳动导电模型与实验泄漏数据有很好的一致性.

结论:

• 在大直径的工程基板上证明了厚厚的GaN层的成功表轴生长.
• 了解与脱位相关的泄漏是优化垂直GaN电源设备的关键.
• 这项工作为CMOS兼容性在大晶圆上制造GaN设备的潜力和挑战提供了洞察力.