日本这项新技术，成功实现了GaN垂直导电

【导读】近日，冲电气工业株式会社（OKI）与信越化学宣布成功开发出一种新技术，该技术实现了GaN的垂直导电。如果采用新技术实现垂直GaN功率器件，与现有技术相比，将有可能将成本降低至十分之一左右。同时使得能够以低成本实现垂直GaN导电性和大直径晶圆，并有助于垂直GaN功率器件在社会上的实现和普及。

该技术使用OKI的CFB（晶体薄膜键合）技术，从信越化学特殊改进的QST（Qromis衬底技术）基板上仅剥离氮化镓（GaN）功能层，并将其粘合到不同材料的基材上。

GaN功率器件因兼具高频率与低功耗特性而备受关注，例如在需要1800V以上高击穿电压的功率器件、Beyond5G高频器件，以及高亮度micro-LED显示器。值得一提的是，垂直GaN功率器件有望延长电动汽车的续航里程并减少充电次数，预计相关需求将大幅增长。然而，制造垂直GaN功率器件时存在两个主要挑战：

●   必须增加晶圆直径以提高生产率；

●   必须通过垂直导电率来实现大电流控制。

对于在传统硅衬底上形成GaN的硅基GaN来说，硅和GaN的热膨胀系数显着不同，导致由于拉应力而导致较大的翘曲。QST衬底具有与GaN相匹配的热膨胀系数，可以减少翘曲并抑制裂纹，从而可以外延生长大直径、高质量的厚膜GaN。

另一方面，OKI的CFB技术可以从QST衬底上仅剥离GaN功能层，同时保持高器件特性。GaN晶体生长所需的绝缘缓冲层可以被去除并通过允许欧姆接触的金属电极接合到各种衬底上。将这些功能层粘合到具有高散热性的导电基板上将实现高散热性和垂直导电性。

此外，即使使用CFB技术去除GaN功能层后，QST衬底也可以通过一定的处理重新用作QST衬底，尽管它不会保持完整。目前正在开发回收该板的技术，如果实现重复利用，将有可能进一步降低成本。OKI和信越化学的联合技术解决了上述两大挑战，为垂直GaN功率器件的社会化铺平了道路。