旭化成等成功實證AlN/GaN/AlN HEMT,可望開拓超寬能隙材料新應用

 

刊登日期:2026/2/13
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日本旭化成與名古屋大學發表了一項研究成果,在共同開發的次世代半導體材料—氮化鋁系(AlN)材料方面,已確認其作為通訊與雷達用天線元件的高適用性。研究團隊利用具量產優勢的金屬有機氣相磊晶(MOVPE)成長法,在AlN上成功形成氮化鎵(GaN)高電子遷移率電晶體(HEMT)。與既有技術相比,此次研究實現了耐壓提升至2倍、電阻值降低2個數量級等顯著的性能改善。作為超寬能隙半導體的重要一員,AlN材料可望加速導入實用化,並提升6G通訊裝置與高功率雷達的效能。
 
此次研究使用旭化成旗下子公司Crystal IS開發的AlN基板,並在其上以「同調生長(Coherent Growth)」方式形成AlN/GaN/AlN HEMT結構,且為全球首次成功實證利用MOVPE法實現此結構的開發。
 
AlN原本具有約6 eV的超寬能隙,兼具高絕緣破壞電場與優異熱傳導性。此次研究透過更換鎵原料等方式,成功將材料電阻降至與現行GaN HEMT同等水準,同時藉由在最上層導入AlN障壁層(Barrier Layer),有效抑制現行GaN HEMT面臨的「電流崩塌(Current Collapse)」問題。
 
此次研究成功解決了AlN/GaN/AlN HEMT在實用化上最關鍵的降低電阻值課題,可望促進今後的實用化。藉此,超越既有AlGaN/GaN HEMT 的高性能表現不再只是概念,將可望推動次世代通訊與雷達技術的革新。此外,本次成果在耐壓特性與電流崩塌抑制兩方面,都取得優於傳統結構的表現,對於提升高頻、高輸出功率元件性能具有重大意義。這些進展將大幅加速6G通訊、衛星通訊及高性能雷達等先進技術的實現。
 

資料來源: https://www.asahi-kasei.com/jp/news/2025/as6dj500000003wl-att/ze251209.pdf
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