IMEC在信越化學工業300毫米QST™基板上實現超過650V的氮化鎵擊穿電壓，創世界紀錄
東京--(美國商業資訊)-- QSTTM基板*1是一種300毫米氮化鎵（GaN）外延生長基板，由信越化學工業株式會社（總部：東京；社長：齋藤恭彥；以下簡稱「信越化學」）研發，並已被IMEC*2的300毫米GaN功率元件開發專案採用，目前正在進行樣本評估。在評估中，5微米厚的HEMT*3元件採用QSTTM基板，實現了在300毫米基板上超過650V的突破性耐壓表現。
信越化學已獲得QROMIS, Inc.（總部：美國加州，執行長：Cem Basceri，以下簡稱「QROMIS」）的授權，生產150毫米和200毫米QST™基板，以及各種直徑的GaN-on-QST™外延基板。2024年9月，信越化學與QROMIS合作，開始提供300毫米QST™樣品。
此外，信越化學與QROMIS建立了緊密的合作夥伴關係，為位於比利時魯汶的IMEC尖端300毫米CMOS半導體製造廠提供300毫米QST™基板。IMEC是一個300毫米GaN功率元件開發專案*4，於2025年10月正式啟動，並宣布計劃使用300毫米QSTTM基板開發GaN功率元件。IMEC已開發出額定電壓為650V的產品，隨後也將推出一款耐壓超過1200V的型號，目標應用領域包括人工智慧資料中心、工業和汽車產業。
初步評估結果顯示，IMEC已成功使用Aixtron*5的Hyperion MOCVD設備，在信越化學的300毫米QST™基板上，依照SEMI標準製造出厚度為5微米的高壓GaN HEMT結構。該技術實現了在符合SEMI標準的基板上超過800V的破世界紀錄擊穿電壓，顯著高於650V，展現出卓越的面內均勻性。這些結果表明，QST™基板的熱膨脹係數與GaN相匹配，即使在大直徑下也能穩定地提供卓越的GaN晶體生長性能。
現有的矽片生產線可用於GaN生長，因此增大基板直徑可望降低生產成本。然而，由於晶圓翹曲等問題，矽片上的GaN生長隨著直徑的增大，良率會越來越低，阻礙了實際的大規模生產。 300毫米QST™基板解決了這個問題，它能夠實現300毫米厚膜GaN的外延生長，適用於高壓應用，且不會出現翹曲或裂縫（這在以前的矽片基板上是無法實現的），從而顯著降低了裝置成本。時至今日，信越化學不斷完善150毫米和200毫米QSTTM基板的生產設施，目前正致力於300毫米QSTTM基板的量產。
許多日本及國際客戶正在評估QSTTM基板在功率元件、高頻元件和LED元件等領域的應用潛力。目前，這些基板正處於實際應用開發階段，旨在滿足近期人工智慧資料中心電源領域與日俱增的需求。
150毫米至300毫米QSTTM基板產品線的推出，將顯著加速各種GaN元件的普及應用。信越化學致力於推動GaN元件的社會應用，結合未來社會所需的關鍵特性，為實現能源高效利用的永續發展社會貢獻力量。
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*1: |
QSTTM基板是由QROMIS（美國加州，執行長：Cem Basceri）開發的一種專用於GaN生長的複合材料基板，並於2019年授權給信越化學工業株式會社。QSTTM是QROMIS的美國商標（註冊號碼：5277631）。 |
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*2: |
世界領先的國際非營利半導體技術研發機構，總部位於比利時魯汶。 |
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*3: |
「高電子移動率電晶體」的縮寫。一種場效電晶體（FET），其異質結構中電子在不同的層中供應和傳輸，使用化合物半導體（例如砷化鎵和氮化鎵）。 |
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（由於電子遷移率極高，其運轉速度和頻率均高於傳統的矽電晶體。） |
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*4: |
IMEC新聞稿連結： |
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https://www.imec-int.com/en/press/imec-launches-300mm-gan-program-to-develop-power-devices |
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*5: |
一家總部位於德國黑措根奧拉赫的跨國公司，主要研發和銷售化合物半導體製造設備，包括GaN MOCVD設備和碳化矽（SiC）外延生長設備。 |
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