據日經BP社報道,松下試制了耐壓為1.7kV、導通電阻僅1.0mΩcm2的GaN功率晶體管,并在“IEDM 2016”上進行了發表(演講序號:10.1)。這一導通電阻比相同耐壓的SiC MOSFET還要“低”。導通電阻越低,越能降低導通時的損失。閾值電壓為+2.5V,可常閉工作。該產品是在GaN基板上制作的立式元件。
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左下為此次元件的結構,左上為以往元件的結構。右為閾值電壓的比較(圖:IEDM)
此次主要采用了3項技術。第一,設置了利用GaN晶體“半極性面”的V字型柵極結構。通過該結構提高了閾值電壓,達到了+2.5V。
第二,設置了GaN/AlGaN的再生長層。由此,將再生長層的界面與溝道分開,與僅讓AlGaN層再生長時相比,將電子遷移率提高至約5倍。因此,導通電阻大幅減小。由于再生長層的界面容易出現晶體缺陷,僅讓AlGaN層再生長時,因再生長層的界面與溝道位于同一場所不容易提高遷移率。所以,此次將再生長層的界面與溝道分開。
第三,為了抑制穿通現象,設置了摻雜碳的GaN層。由此,將未設置該層時約為600V的耐壓提高到了1.7kV。
在演講的最后,松下展示了利用試制的GaN功率晶體管在400V電壓和15A電流下的開關動作。開關切換順利,未發生崩潰現象。