中航微电子研制成功8英寸600V硅基氮化镓功率器件

　　中航(重庆)微电子有限公司近日发布了基于硅基氮化镓(GaN-on-Si)晶片的氮化镓(GaN)MISHEMT功率器件N1BH60010A，这是国内首个8英寸GaN功率器件产品，成功实现了600 V耐压及10 A输出电流，可广泛用于PFC、DC/DC converter、DC/AC inverter等功率电子系统中，针对当下数码电子设备、家用电器、电动汽车、太阳能发电等电源管理应用市场，提供了更紧凑、更高效的解决方案。

　　相比于传统半导体材料，GaN作为第三代半导体材料，具有宽带隙、直接带隙、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、抗辐射等突出优点，在制作高温、大功率、高频和抗辐照电子器件方面具有得天独厚的优势。而硅基氮化镓具有明显的成本优势，可以通过硅晶片直径的增加，来实现低成本生产。因此，硅衬底上GaN的功率器件被认为是最具市场竞争力的发展方向。

图1 基于8英寸硅基氮化镓晶片的功率电子器件

　　中航(重庆)微电子有限公司从2013年开始硅基氮化镓功率器件的研究，在国际领先的8英寸化合物半导体工艺生产线上, 成功研制出具有良好开关特性与低寄生效应的8英寸GaN MISHEMT功率器件。该款产品是针对现代电源管理系统中对于高功率密度、高能效的应用需求而量身打造，实现直流输出电流大于10 A、脉冲输出电流35 A、耐压600 V、导通电阻0.27 Ω、栅电流小于10 nA、600 V时关断漏电小于10 μA、输入电容52 pF、输出电容26 pF、反向电容21 pF，表现出了优异的器件性能。与Si Super Junction MOSFET比较， GaN MISHEMT在同等情况下寄生电容可以减小90%，同时反向恢复电荷接近0，显示了其在高效率和高速度功率开关方面的良好应用前景。与其他国际主流GaN器件供应商相比，中航微电子的GaN器件综合性能达到业内先进水平，特别在关断漏电和寄生电容等方面具有显著优势。

图2 N1BH60010A输出转移曲线 图3 N1BH60010A关断漏电曲线

　　中航(重庆)微电子有限公司是一家主要面向电源和电源管理市场的功率半导体制造企业，其产品包括半导体功率器件, 集成电路、MEMS传感器和化合物半导体器件。公司目前拥有8英寸半导体生产线，具备氮化镓功率器件规模化生产能力。

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