富士通开发出高可靠性氮化镓HEMT 生产技术

该项新技术使晶体能在 200 摄氏度的高温、泄漏电压为 50 伏 (50V) 的夹断条件下平稳运行一百万小时以上（相当于 100 多年），由此获得了世界上使用寿命最长的 GaN HEMT 器件。

富士通致力于通过该项新技术将 GaN HEMT 器件应用于高速无线通信市场，如卫星通信 (VSAT)、移动基站、WiMAX[3] 基站以及其他高速无线通信基础设施。

该项新技术的详情已在 2007 IEEE MTT-S 国际微波研讨会 (IMS) 上发表。

随着无线通信数据率持续快速增长，基站的功率消耗（如服务于手机的基站）也在增加。GaN HEMT 器件有望成为下一代高速无线通信系统中的低功耗、高功率放大器。但要使 GaN HEMT 器件成为高功率、高耐压设备，它还必须保持高可靠性- 使用寿命持久-它需要能够经受苛刻的使用环境，包括高温和高泄漏电压。

富士通的新技术

通过长期的可靠性测试，富士通分析并发现了 GaN HEMT 器件的栅泄漏电流和可靠性之间存在一定关系。另外，富士通还观察到栅泄漏电流的增加依赖于晶体的质量和 GaN HEMT 的结构。通过利用 GaN HEMT 自有的 n 型 GaN 盖层（表面层）上的少量表面空穴，富士通改进了晶体质量并对层结构进行优化，减弱了 GaN HEMT 结构中的电场。

成效

这些设备的高温夹断测试（在 300 ℃ 以上的高温下运行）验证了其长时间的高可靠性-在 200 ℃ 的沟道温度下可超过一百万小时。这相当于 100 多年的使用寿命，是目前世界上最可靠的。

夹断测试是最苛刻的可靠性测试，测试时在电晶体闸极电极的漏端形成高沟道电阻和强电场。这是世界上首次在如此苛刻的夹断测试条件下（如泄漏电流为 50 伏，而以往的最高记录为 28 伏）、如此长时间地验证 GaN HEMT 器件的使用寿命。

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