יכולת הייצור של שכבות מאגר המאושרות על 1200 וולט פותחת דלתות לגובה הגבוה ביותר מתח יישומי כוח מבוססי GaN כגון מכוניות חשמליות, בעבר רק עם ביצועים מבוססי סיליקון קרביד (SiC) טֶכנוֹלוֹגִיָה.
התוצאה מגיעה לאחר ההסמכה המוצלחת של הכור G5 + C של AIXTRON אוטומטי לחלוטין בתצהיר אדי כימיקלים כימי (MOCVD) ב- imec, בלגיה, לשילוב ה- epi stack של החומר המותאם.
חומרים רחבי פס רחב גאליום-ניטריד (GaN) וסיליקון-קרביד (SiC) הוכיחו את ערכם כמוליכים למחצה מהדור הבא ליישומים תובעניים חשמל בהם הסיליקון (Si) נופל. טכנולוגיה מבוססת SiC היא הבוגרת ביותר, אך היא גם יקרה יותר.
לאורך השנים חלה התקדמות אדירה עם טכנולוגיה מבוססת GaN שגדלה על רקיקי Si 200 מ"מ. ב- imec הוכחו טרנזיסטורים בעלי ניידות אלקטרונית גבוהה (HEMT) ומוצרי שיפור מוסמכים עבור טווחי מתח הפעלה 100 וולט, 200 וולט ו 650 וולט, מה שסלל את הדרך ליישומי ייצור בנפח גבוה.
עם זאת, השגת מתח הפעלה גבוה מ- 650 וולט התמודדה עם הקושי לגדל שכבות חיץ GaN עבות מספיק על רקיקות 200 מ"מ. לכן, SiC עד כה נשאר סמיקונדקטור לבחירה עבור יישומי 650-1200 וולט - כולל למשל מכוניות חשמליות ואנרגיה מתחדשת.
לראשונה, imec ו- AIXTRON הוכיחו צמיחה אפיטקסיאלית של שכבות חיץ GaN כשירות ליישומי 1200 וולט על מצעי QST 200 (בעובי תקני SEMI) ב 25 מעלות צלזיוס ו 150 מעלות צלזיוס, עם התמוטטות קשה העולה על 1800 וולט.
דניס מרקון, מנהל פיתוח עסקי בכיר ב- Imec הצהיר: "GaN יכולה להפוך כיום לטכנולוגיה הנבחרת עבור מגוון רחב של מתח הפעלה מ -20 וולט ל -1200 וולט. בהיותו מעובדים על רקיקות גדולות יותר במפעלי CMOS בעלי תפוקה גבוהה, טכנולוגיית הכוח המבוססת על GaN מציעה יתרון משמעותי בעלות בהשוואה לטכנולוגיה מבוססת SiC היקרה באופן מהותי. "
המפתח להשגת מתח התמוטטות גבוה הוא הנדסה מוקפדת של ערימת החומרים האפיטקסיים המורכבת בשילוב עם שימוש במצעי QST 200 מ"מ, שבוצעו במסגרת תוכנית ה- IIAP. מצעי ה- QST הידידותיים ל- CMOS מ- Qromis הם בעלי התרחבות תרמית התואמת מקרוב. ההתפשטות התרמית של שכבות ה- Epitaxial GaN / AlGaN, מה שסלל את הדרך לשכבות חיץ עבות יותר - ומכאן פעולה של מתח גבוה יותר.
D