近期，外媒消息稱(chēng)，美國(guó)能源部高級(jí)研究計(jì)劃局(ARPA-E)斥資72萬(wàn)美元資助美國(guó)紐約州立大學(xué)理工學(xué)院(SUNY Poly)的研究生院教授Fatemeh (Shadi) Shahedipour-Sandvik及其合作小組研發(fā)氮化鎵(GaN)功率器件的先進(jìn)摻雜和退火技術(shù)。
據(jù)悉，GaN功率器件用于電動(dòng)汽車(chē)、電網(wǎng)、航空航天等電力電子領(lǐng)域用的高效、高功率、高性能電源開(kāi)關(guān)，該項(xiàng)目將由SUNY理工學(xué)院、陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(ARL)、美國(guó)德雷克塞爾大學(xué)和美國(guó)Gyrotron科技公司合作完成。
最終目標(biāo)：開(kāi)發(fā)大功率半導(dǎo)體器件
此次SUNY Poly獲得的合同是ARPA-E的“功率氮化物摻雜創(chuàng)新器件使能開(kāi)關(guān)項(xiàng)目”——PNDIODES的一部分，SUNY Poly是參與該項(xiàng)目的7個(gè)機(jī)構(gòu)和組織之一。PNDIODES項(xiàng)目總額是690萬(wàn)美元，最終目標(biāo)是要開(kāi)發(fā)新的方法來(lái)制造高性能、大功率的半導(dǎo)體器件。
ARPA-E正在通過(guò)PNDIODES項(xiàng)目解決寬禁帶半導(dǎo)體制造過(guò)程中存在的具體挑戰(zhàn)。GaN等寬禁帶半導(dǎo)體材料能夠讓電子器件工作在更高溫度或頻率，優(yōu)于現(xiàn)有的硅基芯片，因此電力電子技術(shù)的進(jìn)步將具有更高的能效收益。然而，在功率電子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換需要低功率損耗的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)?；?/span>GaN的功率轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)更高電壓的器件來(lái)提高效率，且能夠顯著減小器件尺寸和重量。
PNDIODES項(xiàng)目專(zhuān)注于可選擇區(qū)域摻雜。若該項(xiàng)目進(jìn)展順利，則該工藝可以使GaN器件的制造成本與傳統(tǒng)的硅基器件具有可比性。GaN合金是GaN功率電子器件制造過(guò)程中的一個(gè)重要障礙，PNDIODES項(xiàng)目正是要尋找方法克服障礙，而SUNY Poly項(xiàng)目將要開(kāi)發(fā)的可靠和可用的摻雜工藝則能夠用于GaN的特定區(qū)域制造。
