據(jù)日經(jīng)BP社報(bào)道,松下試制了耐壓為1.7kV、導(dǎo)通電阻僅1.0mΩcm2的GaN功率晶體管,并在“IEDM 2016”上進(jìn)行了發(fā)表(演講序號(hào):10.1)。這一導(dǎo)通電阻比相同耐壓的SiC MOSFET還要“低”。導(dǎo)通電阻越低,越能降低導(dǎo)通時(shí)的損失。閾值電壓為+2.5V,可常閉工作。該產(chǎn)品是在GaN基板上制作的立式元件。
左下為此次元件的結(jié)構(gòu),左上為以往元件的結(jié)構(gòu)。右為閾值電壓的比較(圖:IEDM)
此次主要采用了3項(xiàng)技術(shù)。第一,設(shè)置了利用GaN晶體“半極性面”的V字型柵極結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)提高了閾值電壓,達(dá)到了+2.5V。
第二,設(shè)置了GaN/AlGaN的再生長(zhǎng)層。由此,將再生長(zhǎng)層的界面與溝道分開,與僅讓AlGaN層再生長(zhǎng)時(shí)相比,將電子遷移率提高至約5倍。因此,導(dǎo)通電阻大幅減小。由于再生長(zhǎng)層的界面容易出現(xiàn)晶體缺陷,僅讓AlGaN層再生長(zhǎng)時(shí),因再生長(zhǎng)層的界面與溝道位于同一場(chǎng)所不容易提高遷移率。所以,此次將再生長(zhǎng)層的界面與溝道分開。
第三,為了抑制穿通現(xiàn)象,設(shè)置了摻雜碳的GaN層。由此,將未設(shè)置該層時(shí)約為600V的耐壓提高到了1.7kV。
在演講的最后,松下展示了利用試制的GaN功率晶體管在400V電壓和15A電流下的開關(guān)動(dòng)作。開關(guān)切換順利,未發(fā)生崩潰現(xiàn)象。