日本FLOSFIA推動氧化鎵(α-Ga2O3)功率半導體元件的量產化研發,日前完成了4吋晶圓製造技術的相關實證,同時透過試作的蕭特基能障二極體(SBD)確認產品的品質可靠性獲得改善。
次世代功率半導體開發為了實現電能轉換效率能達到飛躍性提升的目標,業界多方嘗試矽以外的半導體材料,氧化鎵即為其中之一,但實現量產尚有多項課題須克服,例如晶圓的大直徑化與產品可靠性的提升。
FLOSFIA氧化鎵元件採用藍寶石基板,相較於SiC基板,成本最多可降低至1/50。且氧化鎵的成膜採用獨特的霧化乾燥法(Mist Dry)裝置進行,此裝置本身也比既有的SiC長晶裝置便宜許多,設備投資金額僅1/10,且可流用於GaN-LED與SiC工廠裡既有的生產裝置。FLOSFIA針對氧化鎵表面在加工製程上產生的品質不均問題,探索出真正的原因,即「微小的凹凸」與「特殊結晶缺陷」等部分,並對此開發出能以高敏感度檢測晶圓整體微小表面凹凸的技術,改善產品的可靠性。
FLOSFIA應用這些技術試作耐壓600 V、電流10 A等級的元件並評估其特性。結果顯示,施以反向電壓時的漏電流(Leakage Current)是改善前的千分之一以下。另外在150℃高溫環境下連續施以逆向偏壓(Reverse Bias)1,500小時後,確認元件未發生破壞情形。