日本大阪--(美國商業資訊)--松下公司今日宣布研發出氮化鎵(GaN)二極體，其不僅支援四倍於傳統碳化矽(SiC)二極體的大工作電流*1，而且受惠於其低開啟電壓，該二極體可在低電壓下工作。一種最新研發的混合結構使這些新二極體的生產成為可能，該混合結構由獨立嵌入式結構構成，獨立嵌入式結構包括一個低壓單元和一個高電流單元，適合於高壓工況。
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傳統矽(Si)二極體降低開關損耗的能力有限。在另一方面，採用碳化矽（一種和氮化鎵一樣被視為具有發展前景的下一代功率半導體的化合物）的二極體需要更大的晶片面積來實現大工作電流，由於工作頻率增加，因此降低開關損耗和晶片尺寸的能力有限。
新生產的氮化鎵二極體已經同時實現大工作電流和低閾值電壓，因此，即使在小晶片面積上，依然可以應付大電流。因此，該晶片的電容值可降低，以實現更小的開關損耗，使得該元件能夠以更高頻率工作。因此，在電壓轉換電路或者需要高功率的汽車或工業設備轉換器電路中採用，可實現高頻工作的氮化鎵二極體可以減小系統尺寸。
這款新開發的產品具有以下優點：
・大工作電流：7.6 kA/cm2（大約4倍*1）
・低開啟電壓：0.8 V
・低導通電阻(RonA)：1.3 mΩcm2（大約降低50%*1）
這些二極體採用下列技術製造：
具有槽型p-GaN層的氮化鎵二極體的混合結構：
我們提出了一種具有p型層（具有成型加工的槽）的混合型氮化鎵二極體，並研發了一種加工技術，可選擇性地移除n型層上的p型層，從而實現大工作電流和低開啟電壓，同時實現1.6kV的崩潰電壓。
在低電阻氮化鎵基板上裝配二極體：
針對這一開發，我們採用了具有低電阻的導電氮化鎵基板，它們已被廣泛商品化地應用於LED和半導體雷射器，預計未來將被應用於功率元件，並被確立為晶膜成長以及在二極體成型之前在氮化鎵基板上加工的技術。一種電流沿著垂直方向流動的結構，可實現更小晶片面積和更低電阻。
這一工作得到了日本政府環境部的部分支援。
松下於2015年9月在日本札幌舉行的2015年固態元件和材料國際會議上展示了這項研發成果。
*1 與額定電壓為1,200V的碳化矽二極體相比
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新研發的氮化鎵二極體的橫剖面圖（圖片：美國商業資訊）
