松下試制出了使用GaN基板的GaN功率晶體管（「GIT」），并在“IEDM 2016”上發(fā)表（演講序號：10.3）。與該公司已推出產(chǎn)品的以往Si基板產(chǎn)品相比，將導通電阻（Ron）降至2/3，將輸出電荷（Qoss）減至約一半。這樣便可將導通電阻與輸出電荷的乘積——以關(guān)斷開關(guān)為對象的“FOM（figure of merit）”減小至約1/3，實現(xiàn)高速關(guān)斷。試制品盡管為AlGaN/GaN的HEMT構(gòu)造，使用GaN基板，但卻是電子沿器件水平方向移動的橫式器件。可以說，器件構(gòu)造與原來基本相同，只是改變了基板的種類。

 

　　松下在GaN基板產(chǎn)品和Si基板產(chǎn)品方面試制了2.1mm×2.0mm測試芯片做了比較。Si基板產(chǎn)品的導通電阻為150mΩ，GaN基板產(chǎn)品的導通電阻為100mΩ。Qoss方面，Si基板產(chǎn)品為18.3nC，GaN基板產(chǎn)品為9.4nC。這樣，與Si基板產(chǎn)品的FOM為2745mΩ·nC相比，GaN基板產(chǎn)品減小至940mΩ·nC。松下通過實施開關(guān)操作計算出了關(guān)斷時的速度，與以往Si基板產(chǎn)品為285V/ns相比，GaN基板產(chǎn)品的速度達到了約2倍的140V/ns。

 

　　使用GaN基板后導通電阻減小的原因于基板上的GaN類半導體的結(jié)晶缺陷減少。這樣，電子遷移率得到提高，導通電阻隨之減小。Qoss減小是因為加厚了設(shè)置于GaN基板正上方的緩沖層。Si基板產(chǎn)品緩沖層厚5μm，而GaN基板產(chǎn)品加厚至16μm。Si基板產(chǎn)品使材料與Si不同的GaN結(jié)晶生長，因此過于加厚緩沖層時，容易出現(xiàn)裂紋等。所以以5μm左右為極限。

 

　　此外，通過采用GaN基板還可提高耐壓并抑制電流崩塌現(xiàn)象。耐壓方面，在緩沖層的厚度為16μm、柵漏間距（Lgd）為10μm時耐壓達到1.5kV左右，Lgd為20μm時耐壓達到2.8kV。Si基板產(chǎn)品中，緩沖層厚度為5μm、Lgd為10μm時耐壓達到1kV左右。而且，即使將Lgd擴大至15μm，耐壓也幾乎不變。