Si基GaN功率器件的发展态势分析

了我们常见的长板结构是所有的线都要用的，涉及的氮化镓非常的多，主要有几个方面，首先是涉及缓冲层，氮化镓硅基要在氮化镓和硅基中间产生一个不导电的缓冲层;第2种方法是通过PN加减的方式把压降反过来或压降到一个统一的方向，随着电压减少效果越来越差，但也能起到一定作用;第3个方法是把硅去掉，氮化镓粘到不导电的芯片上面。

　　实现常关型器件：氮化镓刚出现的时候RS器件是常开型的，所以常关型的器件对电子电源非常重要，也有几个方向，首先是凹槽栅方向，通过干法刻蚀减薄栅极下势垒层的厚度，减弱或完全消除栅极区域的极化效应，这个技术刚开始应用的比较多;其次是p-GaN栅技术， 美国EPC、德国FBH和日本Meijo大学等使用了该技术。 后来香港科技大学发展了氟离子注入方式，比较适合平面器件。最后是Cap的方式，这方式适合应用在硅的器件中，硅器件的抗耐热还有电源上面都会存在有一定问题。

　　抑制电流崩塌效应：开关中开和关需要，我们希望它能把氮化镓高速的性能发扬出来抑制电流崩塌效应。表面钝化，减少RF信号电流崩塌效应 ;场板方法，现在电厂在做防止电流崩塌;还有生长冒层的结构，这几个结构跟RS器件的结构比较类似，RS器件结构也有电流崩塌效应。

　　硅工艺兼容的制造工艺：大规模的应用硅工艺，我们现阶段的LED产业的重金属对硅工艺有损害的，同时它的成本也比较高，硅工艺兼容的制造工艺发展方向，像士兰微既做LED也能够做硅是一个比较好的结合。

　　可靠性：功率器件的可靠性是非常重要的，特别是电流，它是一个系统中最核心的一个部件，电源有七个角度分析器件失效的方向，器件失效是我们做器件一个主要的研究方向。例如：电子器件的热效应比较强，在很高的热的情况下直流加速下失效，跟氮化镓中看不见的氮有一定关系。

　　功率集成技术：氮化镓器件的电压比较小，这跟高电压器件不太一样，它的电压比较小适合，它需要集成电压，它的控制和速度都容易提高起来。

　　总的来说氮化镓电子器件的发展不是一年两年的事情，这需要很长的时间，首先前3年要做技术开发，同时质量认证和产能提高也很重要，因为电子期间的制作过程远远比LED要复杂，这是一个周期比较长的产业。从今年开始，氮化镓的销售额在逐年增长，到2020年可能会达到几亿美元或者20亿美元的销售(不含国防应用)，这个也是可喜的一面，同时我们切入的电子器件市场到2020年也能达到6%的市场，这是对氮化镓的相对市场的认识。

　　张乃千最后对硅基氮化镓的市场认识总结道，GaN功率器件的社会效益比较高，市场机会比较大，值得我们进入市场。在中国发展Si基GaN功率半导体有着良好的基础。但是我们要认识到这个行业的复杂度比较高，因为材料涉及到微电子制造，存在一定的技术问题，它不等同于微电子技术，切入有一些难度，所以企业有必要开展广泛的合作，不仅是我们的产业，微电子产业、跨国半导体产业、LED产业之间都要加强相互合作，要产学研用，共享合作。目前我们的产业刚刚起步，还处于投入期，而不是发展收获期，都具有一定的风险 ，在这种情况下政府的引导、协调、帮助都是至关重要的。