超低切換損耗矽基氮化鎵功率電晶體及其直流/直流切換模組開發( I )

2016年為了促進我國產業環境發展，積極推動「五加二」產業政策，包含亞洲•矽谷、生技醫療、 綠能科技、智慧機械、國防航太等五項創新產業，再加上新農業和循環經濟，其中綠能科技，未來計 畫在2025年前達成非核家園目標，必須將推動以綠色能源，取代目前核能之電力供給。現今政府於 2015年到2030年將擴大再生能源裝置容量目標為17,250MW ;新政府所提方案為2025年創造532 億度綠電之規劃，最遲2025年再生能源可以完全取代核能發電。而其中更以太陽光電及風力發電為 主要推動項目，太陽光電部分，未來政府將規劃於2025年將達20,000MW，為現行政策目標6,200三 倍以上；風能於2030年將達11,200MW，較現行目標5,200MW增加近2倍裝置容量，除了在開發擴 大綠色能源外，人類也必須在能源的節流問題上尋求改進。在政府節能減碳政策的大力推動下，如何 將家用電器於待機時造成的能源耗損降低也是近年節能研究中極為重視的一環，經濟部能源局也因此 針對各類消費性家電產品提出節能標章檢驗。在過去五年來而氮化鎵功率元件，已經被證實在節能上 有很大的幫助，氮化鎵材料上具有高抗熱、高崩潰電壓、高電子飽和速度、優秀極化效應產生的高載 子密度等優勢，且電流密度高，功率轉換效率高，元件尺寸可大幅縮小，可以達到節能需求是市場上 主要的發展方向。過去五年間，全球矽基板上六吋空乏型氦化鎵場效應電晶體不僅從晶圓片磊晶，半導體製程， 以及到後段封裝技術都有十足進展，加上氦化鎵材料的成本與製程技術已經趨於成熟，而氦化鎵材 料先天的材料優勢如:高抗熱、高崩潰電壓、高電子飽和速度、優秀壓電效應產生的高電流密度，使 得氦化鎵高速場效應電晶體的導通電阻只有傳統矽基板功率電晶體的百分之二，使其具有相當大之 潛力在未來高速、高功率的電晶體應用，本計畫「超低切換損耗矽基氦化鎵功率電晶體及其直流/直 流切換模組開發」便是規劃在六吋Si以及SOI基板上製作新型結構氦化鎵功率元件，藉由再次生長 方式(regrowth)，提升元件之特性，且開發高壓驅動電路模組，可使用在照明、消費性電子市場。第一階段是在長庚大學開發磊晶片技術最佳化以及再次生長方式(regrowth)，並配合最佳化元件 製程技術，開發第一階段樣品，在其間將會與晶元光電進行量廠光罩以及製程條件轉移，在第二階 段，當製程完畢之電晶體將會配合設計之光罩檔案送至久元電子進行六吋片元件全測試並進行不良 品打印去除，測試後良品元件具有600V崩壓，電流12A〜50A之大型功率元件將送至超豐電子以及 同欣電子進行TO-220以及QFN封裝完成第二階段樣品，此產品可以提供小功率的Adapter，中功 率LED驅動電路，大功率千瓦級直流轉直流模組使用，而良品元件具有600V以上崩壓，所以本計 畫從氦化鎵半導體磊晶與製程設計開發，功率元件散熱，模組開發，都會與產學合作廠商密切合作 完成此開發型產學合作案，提升晶元光電附加價值與新式產品營收，達到學術單位技術深耕工業並 扶植台灣中小企業在功率電子關鍵零組件自我開發製造能力。

系統編號:PB10607-0168
原計畫編號:MOST106-2622-E182-004-CC2