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世界*1200V垂直型硅基氮化镓晶体管研制*

阅读： 发布时间：2025-11-06

山东大学集成电路学刘教授团队联合华为技术有限公司研制了世界*1200V垂直型硅基氮化镓晶体管，为宽禁带半导体在中高压场景的低成本商业化应用提供了全新路径。相关成果发表在第37届功率半导体器件和集成电路国际会议(ISPSD)以及电子器件领域*期刊IEEE Electron/WWW.shzy4.com/ Device Letters，Applied Physics Letters。这是山东大学第二年以*作者和通讯作者单位在功率半导体*国际会议ISPSD发表论文。上述系列文章的*作者为山东大学集成电路学2023级博士研究生马宇川，通讯作者为刘教授。
  随着电子信息技术的快速发展，以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体以其耐高温、高频、耐高压等性能优势，在诸多领域逐步替代传统硅基器件。其中，SiC主要应用于电动汽车、光伏逆变器等高压领域(>1200V)；GaN则更适用于5G通信、上海自动化仪表有限公司雷达系统和通用电源等低压领域(<650V)。在此背景下，650V～1200/WWW.shybdj6.netV的中高压区间，正逐渐成为GaN材料向上突破、SiC材料向下覆盖的重点攻关方向。GaN要实现在中高压领域的应用，必须突破耐高压、大电流承载等瓶颈。当前，日本丰田、日本罗姆等企业已开发出基于GaN衬底的1200V垂直型GaN晶体管。该结构相较于传统水平型器件，在耐压能力、功率密度和散热性能等方面优势显著，具备在中高压场景的应用潜力。但是，GaN衬底过高的成本限制了其规模化应用。
  在*和省级科技计划项目的支持下，山东大学联合华为技术有限公司基于大尺寸、低成本的硅衬底，上海仪表三厂率先攻克了导电缓冲层以及氟离子注入终端技术，开发了垂直型GaN功率晶体管的外延生长及器件制备工艺，研制出世界*1200V垂直型硅基GaN晶体管。该器件的耐击穿、导通电阻等性能与基于GaN衬底的垂直型GaN晶体管相当，但成本大幅降低，为千伏级电力电子系统提供了高性能、低成本的核心半导体元件。
  该成果入选《山东好成果专报》头版专题报道。“山东好成果”是山东省科技厅自2023年7月起重点打造的重大科技成果推介活动，通过常态化征集、评价和发布机制，推动科技成果转化应用。该成果被国际产业媒体S/WWW.shybdj6.net/emiconductor Today以及国内多家主流媒体专题报道。