电子展关注到，在功率半导体领域，垂直结构GaN器件技术近日取得突破性进展。近日，在瑞典举行的国际氮化物半导体会议（ICNS）上，广东致能半导体首次公开了该公司在硅衬底上实现的垂直GaN HEMT功率器件技术。这项创新成果引发了与会专家的热烈讨论，被认为是GaN功率器件发展的重要里程碑。

致能半导体通过技术创新，在全球范围内首次实现了在硅衬底上生长垂直GaN/AlGaN结构并形成垂直二维电子气沟道（2DEG）。基于这一核心技术突破，该公司成功研制出两个具有里程碑意义的器件：全球首款采用垂直2DEG结构的常开型器件（D-mode HEMT）和首款垂直常关型器件（E-mode HEMT）。据悉，该技术通过移除生长用的硅衬底并在背面制作漏电极，不仅实现了电极的垂直布局，还显著提升了器件的散热性能。值得一提的是，致能在阈值电压调控技术方面也取得重要进展，其常关器件的阈值电压（Vt）至高可超过4V，展现出优异的性能表现。

垂直GaN技术中的"垂直"概念特指器件内部电极的特殊排布方式。与传统硅基GaN器件采用的平面结构不同，垂直结构GaN器件通常基于GaN衬底，阴极位于衬底底面，阳极布置在上表面，电流呈纵向传导。这种结构与高压大电流应用中的MOSFET器件类似，具有明显的性能优势。与横向结构的硅基或碳化硅基GaN器件相比，垂直GaN器件采用同质外延生长技术，能够大幅降低位错密度，不仅提高了器件可靠性，还显著提升了整体性能。

垂直结构GaN器件在多个方面展现出独特优势。首先，同质外延生长技术使得外延层缺陷密度显著降低，为器件长期稳定运行提供了保障。其次，得益于特殊的结构设计，在相同器件面积条件下，通过增加内部漂移层厚度即可提升电压等级，使其能够适应更高电压的应用场景。同时，更大的电流导通路径面积也带来了更高的电流承载能力。此外，垂直结构更易产生雪崩效应，当电压超过击穿阈值时，器件能够通过反向极化栅源二极管触发雪崩，随后沟道开启实现导通，这种自我保护机制对于工业应用中的电涌防护具有重要意义。

电子展了解到，这项技术突破为功率半导体领域带来了新的发展机遇，特别是在高压大电流应用场景中展现出巨大潜力。随着技术的不断完善，垂直GaN器件有望在电力电子、工业控制等领域获得广泛应用。

来源：电子发烧友

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