Versprechen eines billigeren und anspruchsvolleren Chipdesigns

Enkris Halbleiter, eine GaN-Wafer-Epi-Foundry mit Sitz im Suzhou Industrial Park, China, hat eine Reihe hochwertiger 300-mm-GaN-auf-Si-HEMT-Epiwafer demonstriert.

Diese Entwicklung soll eine ausgezeichnete Dickengleichmäßigkeit und einen geringen Wafer-Bow für 200-V-, 650-V- und 1200-V-Stromanwendungen aufweisen.

Kommerzielle GaN-Leistungsgeräte basierend auf GaN-on-Si HEMT Technologie erfreuen sich zunehmender Beliebtheit für eine Vielzahl von Anwendungen wie Unterhaltungselektronik, Industrieelektronik und Rechenzentren sowie im Energie-, Automobil- und Mobilitätssektor. Angetrieben durch Kostenreduzierung und anspruchsvollere Integration Schaltung Design bewegt sich die Industrie nun in Richtung größerer Wafergrößen.

Nach der erfolgreichen Einführung kommerzieller 200-mm-GaN-on-Si-HV-HEMT-Epiwafer im Jahr 2014 hat Enkris Halbleiter hat seinen AlGaN/GaN-HEMT-Epitaxieprozess nun erfolgreich auf 300-mm-Si-Substrate übertragen und dabei die Dickengleichmäßigkeit und die geringe Waferverbiegung innerhalb von 50 µm beibehalten. Die Messungen des vertikalen Spannungsdurchbruchs legen nahe, dass die Wafer für Stromanwendungen mit 200 V, 650 V und 1200 V geeignet sind.

Die eingesetzte 300 mm GaN-auf-Si-HEMT-Epitaxialschichtstruktur soll die Schlüsselprobleme von Waferrissen/-wölbungen und hochkristallinen Defekten lösen. Das Wachstum beginnt mit einer AlN-Keimbildungsschicht, gefolgt von einem Zugentlastungsstapel, einem GaN-Kanal, einer AlGaN-Barriere und einer GaN-Kappe. Ein schmaler XRD-AlN(002)-Peak und eine gute Gleichmäßigkeit der FWHM zeigten nach Angaben des Unternehmens eine hohe kristalline Qualität über den gesamten 300-mm-Wafer an.

„Dank unserer optimierten AlN-Nukleationsschicht sind wir in der Lage, rissfreie GaN-basierte HEMT-Epiwafer herzustellen, die die Leckstromanforderungen auf großen Si-Substraten bis 300 mm erfüllen“, sagte Dr. Kai Cheng, CEO von Enkris. „Trotz der Herausforderungen im Epitaxieprozess, Dehnungsmanagement und Defektkontrolle beim Übergang zu 300 mm Wafergröße haben wir eine hervorragende Strukturqualität und elektrische Eigenschaften in den AlGaN/GaN HEMT-Strukturen erreicht. Dies wird sicherlich die Entwicklung von integrierten Hochleistungsschaltkreisen fördern, um System-on-Chip zu erzielen und die Kosten von GaN-Leistungsbauelementen weiter zu senken.