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計畫名稱:新世代高功率高可靠性氮化鎵元件及製程研發

申請機構:全訊科技股份有限公司

學研機構:國立成功大學(微電子工程研究所)

計畫執行期程:102年6月1日~103年5月31日

計畫摘要

本計畫主要研究高可靠性GaN電晶體做為新世代高頻高功率放大器的關鍵性零件,以供未來的寬頻無線通訊系統和高電壓光電系統所使用。由於AlGaN及GaN擁有寬能隙、高飽和漂移速率、高崩潰電場強度等材料特性,使得AlGaN/GaN異質接面元件成為高頻高功率應用的新世代材料。近年來各科技大國已啟動GaN研究計畫,但因此材料的發展歷史短、生產成本極高,相對研發的風險也高,除了LED中GaN on Sapphire產品的市場較成熟外,GaN on Si和GaN on SiC應用產品都還在萌芽階段,尤其是微波功率放大器的實際應用。本計畫經由磊晶結構及製程的研發來改善GaN元件的可靠性,在一年期限內完成AlGaN/GaN/SiC HEMT 10W及20W元件,經由直流及RF特性的量測反饋及疊代改善流程,最佳化磊晶結構及製程參數設計,而獲得元件特性如下:飽和電流可達630mA/mm,轉導值可達180mS/mm,崩潰電壓超過90V,閘極電壓擺幅可達2.8V,元件的截止頻率及fmax分別為27GHz和53GHz;汲-源極偏壓為28V下,操作在9~9.5GHz,5mm及12mm元件RF輸出功率超過40dBm及43dBm,並完成金線銲點拉力量測、高低溫特性測試及燒機測試等可靠性驗證。 關鍵詞:能隙、可靠性、燒機測試