随着宽禁带半导体领域部分核心专利陆续到期，一场技术创新的浪潮正悄然兴起。英国初创公司#栅源漏半导体（Gate Source Drain Semiconductor Ltd）抓住这一历史机遇，正专注于研发新一代的专利保护型宽禁带半导体材料与器件。该公司计划在未来2-3年内，推出垂直GaN场效应管（VFET）和横向导电SiC结型场效应晶体管（LCJFET）的原型产品，旨在突破现有技术瓶颈，推动高功率、高频率半导体器件的规模化应用。
01、垂直GaN场效应管（VFET）：颠覆传统架构，解决三大技术难题
GaN高迁移率晶体管（GaN HEMT）尽管在高功率、高频率应用中表现出色，但长久以来一直受困于三大技术难题：外延衬底匹配性差、散热效率低以及栅极漏电导致的器件失效。这些问题导致其应用场景始终受限。
栅源漏半导体早在2017年就开始布局垂直GaN场效应管（VFET）的研发，并已获得美国（US0629720B）和中国（CN 108780811）的专利授权。其核心突破在于对GaN晶体管技术进行了根本性革新：
大幅降低缺陷与漏电：通过横向生长技术，将栅极漏电电流降低了两个数量级，从根本上解决了器件在高温下失效的问题。
创新热管理设计：其导电通道与10-30微米厚的GaN层平行，远超传统Si基HEMT（1微米）和SiC基HEMT（1.5-2.5微米）。这使得热量能快速扩散至封装材料，彻底摆脱了衬底对散热的限制。
兼顾性能与成本：引入漂移层以增强耐压能力，优化源漏电极接触以降低电阻，从而提升射频频率。同时，采用成本更低的湿刻与气相刻蚀工艺制备栅极，取代了昂贵的电子束光刻，显著降低了制造成本。
更具前景的是，GaN场效应管（VFET）可以基于Si衬底制备，有望与Si MOSFET实现单体集成，为未来的低成本、高集成度半导体解决方案奠定基础。目前，该公司关于其基本结构和制造工艺已在《Semiconductor Today》杂志上发表，其技术路径清晰且具备可追溯性。
02、横向导电SiC结型场效应晶体管（LCJFET）：破解SiC器件成本与可靠性痛点
SiC开关晶体管虽被视为下一代功率器件的核心，但其高昂的成本与可靠性问题仍是行业痛点。SiC MOSFET存在导通态电子迁移率低（仅为Si器件的5-10%）、大电流下导通电压高（30-45V，是Si IGBT的3-5倍）等问题，这些都导致热管理与封装成本飙升，并限制了成品率。
栅源漏半导体瞄准横向导电SiC结型场效应晶体管（LCJFET），通过优化器件结构（如在N型SiC衬底形成PNPN结构），实现了两大突破：
提升电子迁移率：改善了导通性能，有效降低了能量损耗。
简化热管理：规避了垂直结构JFET的散热难题，并减少了贵金属电极（如Au）的使用，显著降低了材料与封装成本。
03、尊重专利壁垒，加速技术落地
栅源漏半导体强调，公司在十年的研发历程中始终尊重国际同行的专利，严格规避侵权风险。此次推出的VFET与LCJFET均基于自主核心专利，技术路线经过长期验证，旨在通过创新打破现有宽禁带半导体的应用局限。
未来2-3年，随着原型产品的推出，栅源漏半导体有望为新能源、5G通信等领域提供更可靠、更经济的半导体解决方案，推动宽禁带半导体技术进入规模化应用的新阶段。
联系方式/email
contact@gsdsemiconductor.com
参考文献
Tanikawa et al, Journal of Crystal Growth 310 (2008)4999。
Q.Jiang, Semiconductor Today Vol. 12(10)(2018)106。
私人通信
R. Siemieniec U. Kirchner, 14th European Conference on Power Electronics and Applications Birmingham, August 30 – September 1, 2011ISBN: 9789075815153。
（集邦化合物半导体整理）
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