什么是硅基氮化镓 氮化镓和碳化硅的区别

随着5G和6G通信威廉希尔官方网站 的进一步开发和应用，相关基础电路和硬件威廉希尔官方网站 的发展面临着越来越严峻的挑战。为了紧跟无线通信威廉希尔官方网站 的快速发展步伐，业界对多种新威廉希尔官方网站 开展了硬件应用威廉希尔官方网站 层面的评估。氮化镓威廉希尔官方网站 成为最具发展潜力的新兴威廉希尔官方网站 之一。

表1 氮化镓材料与硅的材料特性参数

如表1所示，氮化镓材料具有禁带宽、击穿电场大、电子饱和漂移速度高及熔点高等特点，非常适合高温、高频、高压及高功率领域器件应用。

硅基氮化镓威廉希尔官方网站 简介

硅基氮化镓威廉希尔官方网站 是一种将氮化镓器件直接生长在传统硅基衬底上的制造工艺。在这个过程中，由于氮化镓薄膜直接生长在硅衬底上，可以利用现有硅基半导体制造基础设施实现低成本、大批量的氮化镓器件产品的生产。

图 硅基氮化镓制造工艺流程示意图

图所示为硅基氮化镓制造工艺流程的示意图，如同制造原子弹一样，看似原理很简单，但其过程并非没有挑战。事实证明，由于两种材料晶格常数的差异，容易产生严重的晶格失配，因此，想从硅衬底中生长高质量的氮化镓薄膜异常困难。正是由于这一原因，硅基氮化镓威廉希尔官方网站 还无法广泛应用于射频领域，以意法半导体和镁可为代表的业界头部公司在该威廉希尔官方网站 上持续注入了大量研发资金。

硅基氮化镓和碳化硅基氮化镓工艺的不同

碳化硅基氮化镓器件是以碳化硅（SiC）做衬底，硅基氮化镓工艺的衬底采用硅基。硅基氮化镓器件工艺能量密度高、可靠性高，Wafer可以做的大，目前在8英寸，未来可以做到10英寸、12英寸，晶圆的长度可以拉长至2米，无论在产能和成本方面，硅基氮化镓器件有优势些。

MACOM氮化镓工艺的衬底采用硅基。硅基氮化镓器件工艺能量密度高、可靠性高，Wafer可以做的大，目前在8英寸，未来可以做到10英寸、12英寸，整个晶圆的长度可以拉长至2米，无论在产能和成本方面，硅基氮化镓器件有优势些。

氮化镓和碳化硅的区别

氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）功率晶体管这两种化合物半导体器件已作为方案出现。这些器件与长使用寿命的硅功率横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS） MOSFET和超级结MOSFET竞争。GaN和SiC器件在某些方面是相似的，但也有很大的差异。

SiC和GaN被称为“宽带隙半导体”（WBG），因为将这些材料的电子从价带扩散到导带需要能量： 其中硅（Silicon）所需能量为1.1eV，碳化硅（SiC）则需3.3eV，氮化镓（GaN）则需3.4eV. 这就带来了更高的击穿电压，在某些应用中可高到1200-1700V。

总结GaN与SiC的比较，以下是重点：

GaN的开关速度比Si快。

SiC工作电压比GaN更高。

SiC需要高的门极驱动电压。

超级结MOSFET正逐渐被GaN和SiC取代。SiC似乎是车载充电器（OBC）的最爱。

文章综合自工信部电子知识产权中心、百度知道、Carbontech、雪球