12英寸氮化镓传来新进展

信越化学近期宣布，比利时微电子研究中心(imec)利用QST衬底(一种300mm氮化镓(GaN)生长衬底)制造出厚度为5μm的GaN HEMT结构，实现了超过650V的高击穿电压。QST衬底是由美国公司Qromis开发的专用于GaN生长的复合材料衬底。信越化学于2019年获得Qromis的授权，并开始生产直径为150mm和200mm的QST衬底，以及各种尺寸的GaN/QST外延衬底。2024年9月，信越化学开始与Qromis合作，交付300mm QST衬底样品。

在硅片上生长氮化镓问题上，业界指出随着直径的增大会出现诸如“衬底翘曲”等问题。300mm QST衬底与氮化镓具有相同的热膨胀系数，因此可以外延生长300mm氮化镓而不会出现“翘曲”或“裂纹”。预计采用大直径衬底进行大规模生产将降低器件成本。

氮化镓在半导体、电子领域的应用

氮化镓(GaN)在半导体和电子领域的应用广泛且多样，主要得益于其宽禁带、高电子迁移率、高热导率等特性。

半导体材料

功率器件：氮化镓功率晶体管具有低导通损耗和开关损耗，适用于高频开关电源，如快充适配器、LED照明驱动电源、数据中心服务器电源等，可显著提高能效并减小设备体积。

射频器件：氮化镓在射频领域表现出色，用于制造高功率、高频率的微波器件，如5G基站中的功率放大器，提供更高的效率和更好的线性性能。

光电子学

发光二极管(LED)：氮化镓是制造蓝光和绿光LED的关键材料，通过添加不同元素可发出不同颜色的光，广泛应用于照明和显示领域。

激光二极管(LD)：氮化镓激光二极管可发射蓝光和紫光，用于光存储、显示技术、医疗设备和材料加工等领域。

能源领域

太阳能逆变器：氮化镓器件可提高太阳能逆变器的效率，减少能量损耗，提升光伏系统性能。

电动汽车(EV)：应用于车载充电机、DC-DC转换器和充电桩，实现快速充电和高电压平台，提高电动汽车的能效和续航里程。

其他应用

图像传感器：氮化镓可用于制造高分辨率的图像传感器，用于数码相机和智能手机等设备。

生物传感器：氮化镓纳米线可用于检测生物分子，具有高灵敏度和选择性。

来源：广州光亚法兰克福展览有限公司

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