氮化鎵是半導體與微電子產業的新星，其高電子能量的特性使其擁有極高的電能轉換效率和優秀的高頻特性。業界已經公認氮化鎵（GaN）半導體器件產品將統治微波放大和電能轉換領域，市場規模大于150億美元。那么氮化鎵工藝優點是什么呢？

AlGaN / GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）是開關功率晶體管的有希望的候選者，因為它們具有高的斷態擊穿強度以及導通狀態下的優異溝道導電性。這些特征是GaN的特殊物理特性與其異質結構材料AlGaN的組合。最重要的特征之一是材料的擊穿強度。與Si相比，這種參數GaN比Si高10倍。這意味著與Si器件相比，對于給定的器件尺寸，可以將10倍的電壓施加到GaN器件上。如果器件接通，則剩余的導通狀態電阻Ron定義了這種情況下的器件損耗。由于具體的導通電阻Ron與維持給定擊穿電壓所需的器件漂移區的長度成比例，因此更緊湊的GaN器件具有盡可能低的導通電阻，具有Si器件。

此外，由于GaN / AlGaN HEMT的電子傳輸特性，與具有相同額定電壓的Si功率器件相比，特定的導通電阻幾乎低兩個數量級。因此，GaN器件同時實現高擊穿電壓和高電流水平，并具有小的半導體區域。這另外轉化為高功率水平下的高開關頻率。根據現有技術，GaN功率器件的靜態導通電阻優于硅功率電子器件，并且接近碳化硅（SiC）器件的性能。

氮化鎵工藝優點：

①禁帶寬度大（3.4eV），熱導率高（1.3W/cm-K），則工作溫度高，擊穿電壓高，抗輻射能力強；

②導帶底在Γ點，而且與導帶的其他能谷之間能量差大，則不易產生谷間散射，從而能得到很高的強場漂移速度（電子漂移速度不易飽和）；

③GaN易與AlN、InN等構成混晶，能制成各種異質結構，已經得到了低溫下遷移率達到105cm2/Vs的2-DEG（因為2-DEG面密度較高，有效地屏蔽了光學聲子散射、電離雜質散射和壓電散射等因素）；

④晶格對稱性比較低（為六方纖鋅礦結構或四方亞穩的閃鋅礦結構），具有很強的壓電性（非中心對稱所致）和鐵電性（沿六方c軸自發極化）：在異質結界面附近產生很強的壓電極化（極化電場達2MV/cm）和自發極化（極化電場達3MV/cm），感生出極高密度的界面電荷，強烈調制了異質結的能帶結構，加強了對2-DEG的二維空間限制，從而提高了2-DEG的面密度（在AlGaN/GaN異質結中可達到1013/cm2，這比AlGaAs/GaAs異質結中的高一個數量級），這對器件工作很有意義。

由于氮化鎵技術在低功耗、小尺寸等方面具有獨特的優勢，氮化鎵技術在功率器件市場大受歡迎。GaN 就是這樣一種創新，通過最大限度地降低電力轉換方面的功率損耗，它必將提高我們的能源使用效率。

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