垂直 GaN 技術(shù):為什么我們需要垂直的氮化鎵?
為什么我們需要垂直的氮化鎵?因此,由于輸出電容較小,應(yīng)用中的開關(guān)損耗非常小,與橫向氮化鎵設(shè)備相比,保持這些通過均勻材料的最佳傳輸,而沒有額外的層定向到封裝,并將框架從設(shè)備的頂部和底部離開。
我想說可能關(guān)鍵的區(qū)別是電壓下降在厚漂移層和最高領(lǐng)域,埋在設(shè)備,所以,至少一階,允許一個(gè)比例垂直氮化鎵設(shè)備的電壓層的厚度而不是橫向規(guī)模。
因此,你只能通過橫向縮放來(lái)增加設(shè)備的電流,而在HEMT中,電壓和電流的縮放都是通過橫向來(lái)完成的。所以,這讓我們有可能進(jìn)入一些更高的電壓范圍。這就是我們所說的中壓應(yīng)用,我傾向于將其定義為1.2 KV到20 KV以上。你會(huì)看到不同的定義,并不是說這是不可能的HEMT,但它可能對(duì)橫向縮放沒有優(yōu)勢(shì)。在垂直設(shè)備中,你確實(shí)可以看到雪崩故障,至少在某些類型的設(shè)備中,這是在二極管中顯示的許多組。所以,這對(duì)電力電子學(xué)很重要。
你詢問了一些熱特性,所以在hemt中,你確實(shí)有很多接口。他們往往有更多的缺陷材料,位錯(cuò)和諸如此類的——不是說禁止,但同外延材料,往往會(huì)有簡(jiǎn)單的熱傳輸由于缺乏一些接口在設(shè)備和缺乏散射中心的缺陷。當(dāng)然,我們可以問垂直氮化鎵與其他一些技術(shù)相比,如硅或碳化硅,或橫向氮化鎵,右邊。所以,我認(rèn)為氮化鎵確實(shí)有一些物質(zhì)上的優(yōu)勢(shì),其中一些仍然在被誠(chéng)實(shí)地評(píng)估,因?yàn)樽罱覀円呀?jīng)獲得了這種高質(zhì)量的材料。所以,我認(rèn)為我們是想看看這些東西是如何比較的,以及在材料、性能、加工等方面需要什么額外的工作。我們確實(shí)有一些關(guān)于汽車應(yīng)用和一些電網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用,如避雷器,類似的事情可能是開始的地方。
因此,下一代的電力解決方案,電力設(shè)備必須包含滿足一定效率的技術(shù),但性能和價(jià)值要求和氮化鎵在這種情況下,已經(jīng)成為主導(dǎo)地位,主要部分,主要組成部分。然而,在評(píng)估氮化鎵解決方案時(shí),問題就出現(xiàn)了:對(duì)于特定應(yīng)用程序的最佳解決方案是什么。例如,硅上的氮化鎵,碳化硅上的氮化鎵,或者就像你說的,氮化鎵上的氮化鎵。
所以默認(rèn)的,氮化鎵的默認(rèn)襯底是硅或碳化硅。例如,對(duì)于碳化硅,在射頻領(lǐng)域有很多應(yīng)用。在氮化鎵上的氮化鎵中,我看到與其他氮化鎵相比,碳化硅比氮化鎵更導(dǎo)熱得多。另一件事是,氮化鎵中的電子遷移率比碳化硅高得多,但只是在橫向器件中。這是因?yàn)槎S的電子氣體。因此,如果你切換到一個(gè)垂直的設(shè)備,在這種情況下,你可能會(huì)失去一些優(yōu)勢(shì)。那么,你覺得怎么樣呢?你能告訴我更多嗎?
正如你所指出的,對(duì)于射頻區(qū)域,標(biāo)準(zhǔn)的氮化鎵設(shè)備是在碳化硅上的氮化鎵HEMT。碳化硅的較高的導(dǎo)熱系數(shù)是好的,而氮化鎵的導(dǎo)熱系數(shù),至少在我最近的理解中,有點(diǎn)類似于硅。當(dāng)然,正如我前面提到的,它確實(shí)取決于材料中的缺陷,它也可以取決于摻雜,幾何形狀,等等。據(jù)我所知,碳化硅器件上的氮化鎵熱上仍然是有限的。
同樣的,你確實(shí)有界面效果之類的東西。氮化鎵上的氮化鎵可能在射頻甚至一些垂直設(shè)備中有一些應(yīng)用。當(dāng)然,我們的團(tuán)隊(duì)更關(guān)注電源切換領(lǐng)域,當(dāng)然也討論了前一個(gè)問題中的一些熱問題。但是,你知道,不僅與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān),你提到了遷移率,還有其他材料特性,比如載流子壽命,例如,人們已經(jīng)測(cè)量過,這可能會(huì)影響這些器件的行為,例如單極和雙極器件。正如你所指出的,對(duì)于單極器件,移動(dòng)性是關(guān)鍵。
所以,我想說仍然有爭(zhēng)論,實(shí)際上垂直氮化鎵的流動(dòng)性是什么,記住,這是一個(gè)體積流動(dòng)性,主要的電流方向是沿z軸,垂直。所以,這在物理上與橫向裝置的移動(dòng)性完全不同。有各種關(guān)于批量移動(dòng)性的報(bào)告,其中一些報(bào)告說,移動(dòng)性與HEMT的移動(dòng)性是一樣的。所以,我認(rèn)為這實(shí)際上可能是垂直氮化鎵的一個(gè)很好的情況,特別是對(duì)于高質(zhì)量的同型外延材料,但是,我認(rèn)為有正在進(jìn)行的工作,以及相關(guān)領(lǐng)域的需要,我們將看到這是如何發(fā)展的。