画期的な結果により、GaNがSiCの高水準に入る道が開かれる可能性がある 電圧 ドメイン

研究とイノベーションのハブであるImecと蒸着装置のプロバイダーであるAIXTRONは、1200mm QST基板上で200Vの用途に適した窒化ガリウム（GaN）バッファ層のエピタキシャル成長を実証し、1800Vを超えるハードブレークダウンを実現した。

1200V対応のバッファ層の製造が可能になったというニュースは、以前は炭化ケイ素（SiC）ベースを使用する場合のみ実現可能であった、電気自動車などの高電圧GaNベースの電源アプリケーションへの扉を開きます。 テクノロジー。 この結果は、最適化された材料エピスタックを統合するため、ベルギーのルーヴェンにある imec の施設で AIXTRON の G5+ C 全自動有機金属化学蒸着 (MOCVD) リアクターの認定に成功した後に得られました。

imec のシニア ビジネス開発マネージャーである Denis Marcon 氏は次のようにコメントしています。 高スループットCMOSファブでより大きなウェーハで処理できるため、GaNベースのパワーテクノロジーは、本質的に高価なSiCベースのテクノロジーと比較して、大幅なコスト上の利点をもたらします。」

長年にわたり、GaN ベースの技術は大きな進歩を遂げてきました。しかし、650mmウェハ上に十分な厚さのGaNバッファ層を成長させるのが難しいため、200Vを超える動作電圧を達成することは困難でした。 結果として、SiC は依然として 半導体 電気自動車や再生可能エネルギーなど、650〜1200Vのアプリケーションに最適です。

高耐圧を達成する鍵は、200mm QST 基板の使用と組み合わせた複雑なエピタキシャル材料スタックの慎重な設計でした。 Qromis の CMOS 製造に適した QST 基板は、GaN/AlGaN エピタキシャル層の熱膨張とほぼ一致する熱膨張を有しており、これにより、より厚いバッファ層、つまり高電圧動作への道が開かれます。

AIXTRONのCEO兼社長であるFelix Grawert博士は次のように述べています。 以前、imec の施設に AIXTRON G1200+C を設置した後、imec 独自の 5mm GaN-on-Si 材料技術が当社の G200+ C 大量生産プラットフォームで認定され、たとえば高電圧パワー スイッチングや RF アプリケーションをターゲットにし、お客様の事前に検証された利用可能なエピレシピによって、迅速な生産の立ち上げを実現します。 この新たな成果により、私たちは共同で新たな市場に参入できるようになります。」

現在、横型 e モード デバイスは 1200 V でのデバイス性能を証明するために処理されており、この技術をさらに高電圧のアプリケーションに拡張する取り組みが継続中です。

これに加えて、imec は、GaN ベース技術の電圧および電流範囲をさらに拡大するために、8 インチ GaN-on-QST 縦型 GaN デバイスも研究しています。

上: 1200 つの異なる温度 (左) 25°C と (右) 150°C で 1200V GaN-on-QST® で測定された垂直順方向バッファーのリーク電流。 Imec の 1V バッファは、2°C で 25µA/mm10 未満、2°C で 150µA/mm1200 未満の垂直リーク電流を示し、最大 1800V では 25°C と 150°C の両方で 1200V を超えるブレークダウンを示します。 XNUMXV デバイスの処理。