半导体产业网讯：2023年11月10日，温州鑫盛代科技有限公司隆重发布850V®系列硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延产品。行业客户和知名投资机构都渴望了解合作。

此次发布的850V®系列硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延产品，面向高压大电流HEMT功率器件应用。与HMET功率器件的其他衬底相比，GaN-on-Si可以实现更大的晶圆尺寸和更多样化的应用，并且能够在FAB工厂快速导入主流硅基芯片工艺，在提高功率良率方面具有独特的优势设备。采用最先进的硅基芯片工艺，与Si CMOS驱动器进行高良率混合集成，采用新生代科技850V®系列GaN-on-Si外延产品，可开发650V、900V、HEMT产品。 ，特别适合设计更小、更高效的电源解决方案。

新盛代850V®系列硅基氮化镓外延产品的发布具有里程碑式的市场意义。传统氮化镓功率器件由于电压最高，普遍停留在低压应用阶段，应用领域相对狭窄，限制了氮化镓应用市场的增长。对于高压硅基氮化镓产品，由于氮化镓外延属于异质外延工艺，因此在外延工艺过程中存在晶格失配、膨胀系数失配、位错密度高、晶体质量低等问题。外延生长高压 HMET 外延产品非常具有挑战性。

新盛代科技在创始人兼首席科学家钟嵘博士的带领下，通过改进生长机制、精确控制生长条件，实现了外延片的高度均匀性；采用独特的缓冲层生长技术，实现外延片的高击穿电压和低漏电流；通过精确控制生长条件可实现优异的二维电子气浓度。成功攻克了GaN-on-Si异质外延生长带来的难题，成功研发出适用于高电压的850V®系列产品（图1）。

图1 新盛代科技850V®系列GaN-on-Si外延产品

具体来说：

·真正耐高压。耐压方面，业内率先在850V电压条件下保持低漏电流（图2），保证HEMT器件产品在0-850V电压范围内安全稳定运行，位居前列在国内市场。使用Core 的GaN-on-Si外延片，可以开发650V、900V和HEMT产品，推动氮化镓走向更高电压和更高功率的应用。

·世界顶级的耐压控制水平。通过关键技术的改进，芯代可以在外延层厚度仅5.33μm的情况下实现850V的安全工作电压，实现单位厚度垂直击穿电压158V/μm，误差小于1.5V/μm，即误差小于1%（图2（c）），处于国际顶尖水平。

·国内首家实现硅基氮化镓外延产品电流密度大于/mm。更大的电流密度，适合大功率应用。通过更小的芯片、更小的模块体积、更少的热效应，可以大大降低模块成本。适用于电网等需要更大功率、更高导通电流的应用场景（图3）。

·极低的成本价格，与国内同类产品相比成本降低70%以上。新盛代首先采用业界最好的单位厚度性能提升技术，大幅降低外延生长的时间和材料成本，使GaN-on-Si外延片的成本接近现有硅器件外延的范围，从而能够大幅降低成本推动氮化镓器件产品向更深更广的应用方向发展。

(a) 外延片厚度为4.81μm时的击穿电压

(b) 外延片厚度为5.33μm时的击穿电压

(c) 每单位厚度的垂直击穿电压

图2 850V®系列氮化镓外延片击穿电压

图3 850V®系列无场板D型HEMT器件的源漏电流密度

基于新生代850V®系列外延片，新生代科技展示了流片后的器件产品（图4）。由于850V®系列外延片在各方面的优异性能，尽管在流片工艺和良率控制方面面临挑战，但仍然可以生产出满足器件漏电流的高性能GaN基HEMT晶圆高电压条件下的要求。

图4 850V®系列外延片流片后的晶圆

钟榕博士表示：“由于我们采用了新的外延生长工艺，可以大大缓解GaN与硅衬底之间的热应力，控制外延片的平整度。同时，我们采用了独特的零-缺陷薄膜制备技术，显着提高了各外延层的薄膜生长质量，并通过自主研发的高压控制技术，实现了850V®系列外延片的高电压、高稳定性、高品质同时，GaN HEMT器件设计公司可以使用场板或其他手段将可用电压提高到远超850V，这意味着我们目前的技术非常有可能用于900V场景，因为我们配合优秀的器件设计新方法在成本控制方面优势显着，可以将制备成本降低到原来的30%，通过我们的方法，850V®系列外延片的成本可以远低于现有硅片的成本。外延片，这意味着氮化镓器件将在800伏电驱动或其他高压应用中发挥重要作用。同时，与碳化硅器件相比，成本更低，也将具有更大的优势，证明高压氮化镓器件未来在工业和能源应用市场将有更大的发展空间。公司目前处于上升期，正在寻找上下游合作机会以及新一轮融资。 ”

钟嵘，温州大学机电工程学院学术骨干，硕士生导师，研究方向：激光加工与制造、先进材料制备与半导体元件技术，包括激光超快制备薄膜、氮化镓外延片的方法制备、量子点制备及LED应用、功率器件模拟及制备。发表论文10余篇，其中SCI、EI收录论文10余篇。授权中国发明专利4项。主持科技部重点研发计划项目、美国能源部项目（归口单位为美国空军基地国家实验室）、国家自然科学基金委项目。开发的氮化镓外延片制造技术获得1500万天使投资，应用于温州鑫盛代科技有限公司。