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冲电气在信越化学的QST衬底上开发出GaN剥离/键合技术

材料来源：雅时

总部位于东京的冲电气工业株式会社与信越化学株式会社合作开发了一项技术，冲电气利用其CFB（晶体薄膜键合）技术，可从信越化学的QST（Qromis Substrate Technology，Qromis衬底技术）衬底（一种复合材料衬底，由总部位于加利福尼亚州的Qromis Inc开发，2019年独家授权给信越化学，用于生长GaN）上仅剥离氮化镓（GaN）功能层，并将其键合到不同材料的衬底上。

该技术实现了GaN的垂直传导，有望使可控制大电流的垂直GaN功率器件成为现实并商业化。两家公司将进一步合作，开发垂直GaN功率器件，并与制造这些器件的公司合作来进行落实。

GaN器件具备高性能器件特性的同时，功耗较低，如需要1800V及以上击穿电压的功率器件、用于Beyond5G的高频器件、高亮度micro-LED显示器。需要注意的是，垂直GaN功率器件可通过延长行驶里程、缩短供电时间来改善电动汽车的基本性能，因此其需求有望大幅增长。然而，目前有两大难题阻碍了垂直GaN功率器件的实现：一是需扩大晶圆直径以提高生产率，二是需实现垂直导电以控制大电流。

图片：联合开发新技术的概览。

信越化学QST衬底的热膨胀系数与GaN相当，可以抑制翘曲和开裂。因此，即使在8英寸以上的晶圆上，也能够生长具有高击穿电压的厚GaN薄膜，使得生产直径较大的晶圆成为可能。

另一方面，冲电气的CFB技术可以在保持高器件性能特性的同时，从QST衬底上仅剥离GaN功能层。可去除GaN晶体生长所需的绝缘缓冲层，并通过允许欧姆接触的金属电极将其键合到各种衬底上。将这些功能层键合到散热性强的导电衬底上，将实现高散热性和垂直导电性。据评估，信越化学和冲电气的联合技术可以解决上述两大难题，为实现垂直GaN功率器件铺平道路。

未来，信越化学将向制造GaN器件的企业提供QST衬底或生长GaN的QST衬底，冲电气则将通过合作和授权提供CFB技术，两家公司都将对普及垂直GaN功率器件做出贡献。此外，冲电气还希望利用CFB技术，为超越单一材料框架的半导体器件提供附加价值。

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