关键进展！深圳平湖实验室高压650V GaN功率器件综合性能达国际先进水平

近日，深圳平湖实验室在高压650V氮化镓（GaN）功率器件领域取得关键进展，成功研制出高性能高压 GaN E-HEMT（增强型高电子迁移率晶体管）器件，关键性能达到国际先进水平，可为数据中心一次电源、工业机器人、车载OBC提供有竞争力的解决方案。

图1. 8英寸高压650V GaN-on-Si E-HEMT晶圆照片

当前，650V GaN功率器件正在从消费电子快速向AI数据中心、工业、新能源汽车等市场渗透，产业界对器件性能与可靠性提出了更高的要求。因此，比导通电阻和品质因数的持续优化是提升GaN功率器件市场竞争力的关键。

深圳平湖实验室高压GaN研发团队依托实验室先进的8英寸Si基GaN科研中试平台，采用p-GaN增强型技术路线，如图2所示，先后攻克了一系列长期制约器件性能的关键技术：

1）    高迁移率外延技术：引入AlN插入层并优化外延结构，实现二维电子气（2DEG）迁移率突破至2050 cm²/V·s；

2）    高耐压缓冲层外延技术：通过引入超晶格缓冲层结构，650V外延纵向击穿电压突破至1500V；

3）    低欧姆接触电阻技术：采用Recess+低温退火欧姆接触工艺，实现欧姆接触电阻(Rc)降低至 0.2Ω·mm；

图2.器件TEM与SEM截面图：（a）高耐压缓冲层外延；（b）p-GaN 栅；（c）低温欧姆接触

基于上述核心技术突破，团队成功研制出高性能650V GaN E-HEMT器件。如图3所示，该器件阈值电压大于1.5V，漏极击穿电压超1500V，比导通电阻低于260mΩ·mm2，优值 FOM（Ron × Qg）小于190mΩ·nC，关键参数达到国际先进水平，突破现有650V GaN器件的性能边界。

图3. 650V GaN E-HEMT器件电性(a)转移;(b) 漏极击穿;(c) 导通电阻

此项进展证实了p-GaN增强型技术路线在高性能650V高压GaN器件领域的可实现性与竞争力，将进一步提升电源系统的功率转换效率、功率密度和开关速度。推动整个电力电子行业向更节能、更紧凑、更智能的方向发展。

目前，基于该成果开发的DFN与TOLL封装器件已进入工程流片阶段，预计650V电压等级样品将于2026年第二季度对外发布，进一步推动GaN器件在数据中心、工业、新能源汽车等领域的应用。