大阪大學(xué)研究生院工學(xué)研究科的今西正幸副教授和森勇介教授等人組成的研究團(tuán)隊，在日本環(huán)境省實施的“通過GaN技術(shù)實現(xiàn)脫碳社會·生活方式先導(dǎo)創(chuàng)新項目”中，與松下控股公司、豐田合成公司和 SCIOCS 公司合作，成功地利用Na助熔劑法培育出了世界上最大的6英寸高品質(zhì)GaN晶體。另外，還全球首次證明了采用GaN晶體能以高成品率提高立式GaN晶體管的器件特性。

 

研究團(tuán)隊開發(fā)了一種全新的技術(shù)，利用在藍(lán)寶石基板上大量設(shè)置微小籽晶的多點種子，通過Na助熔劑法培育GaN晶體。這種技術(shù)在完成培育后溫度恢復(fù)為室溫時，GaN晶體會與藍(lán)寶石基板自然分離，因此可以培育出曲翹度極低的大尺寸GaN晶體。研究團(tuán)隊利用該技術(shù)，全球首次制作出了低翹曲度的高品質(zhì)6英寸大口徑GaN晶體。

 

另外研究團(tuán)隊還首次證明，采用通過Na助熔劑法制作的GaN晶體，能以高成品率提高立式GaN晶體管的器件特性。在利用常規(guī)HVPE法制作的GaN晶體通過改良器件結(jié)構(gòu)，也大幅提高了立式GaN晶體管的性能，但在需要制作更復(fù)雜的立式GaN晶體管時，出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，比如制作的10個晶體管中只有3個可以正常工作，而其原因至今還沒有完全弄清楚。

 

研究團(tuán)隊利用通過Na助熔劑法制作的GaN晶體解決了這個問題，可以將市售的常規(guī)GaN晶體只有33％的晶體管成品率大幅提高至72％。

 

森勇介教授表示：“如果用新方法制作的GaN晶體作為籽晶，利用其他方法（HVPE法、氨熱法、OVPE法）等培育塊狀GaN晶體來制作GaN晶圓，那么高品質(zhì)的大口徑GaN晶圓就能以低成本大規(guī)模生產(chǎn)。有了這個GaN晶圓，就可以制作此前無法實現(xiàn)的高性能功率器件和雷達(dá)等，我們希望為節(jié)能和5G/6G等做出貢獻(xiàn)。”

 

 

來源：科學(xué)新聞