Çığır açan sonuç, GaN'nin SiC zirvesine girmesinin önünü açabilir Voltaj domain

Araştırma ve yenilik merkezi Imec ve biriktirme ekipmanı sağlayıcısı AIXTRON, 1200 mm QST alt tabakalar üzerinde 200 V uygulamalar için nitelikli galyum nitrür (GaN) tampon katmanlarının 1800 V'u aşan sert bir bozulmayla epitaksiyel büyümesini gösterdi.

Artık 1200V nitelikli tampon katmanları üretmenin mümkün olduğu haberi, daha önce yalnızca silisyum karbür (SiC) tabanlı kullanılarak mümkün olan, elektrikli arabalar gibi daha yüksek voltajlı GaN tabanlı güç uygulamalarına kapı açıyor teknoloji. Sonuç, AIXTRON'un G5+ C tam otomatik metal-organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) reaktörünün, optimize edilmiş malzeme epi-yığınını entegre etmek için imec'in Belçika'nın Leuven kentindeki tesisinde başarılı bir şekilde nitelendirilmesinin ardından geldi.

imec Kıdemli İş Geliştirme Müdürü Denis Marcon şunları söyledi: "GaN artık 20V'tan 1200V'a kadar tüm çalışma voltajı aralığı için tercih edilen teknoloji haline gelebilir. Yüksek verimli CMOS fabrikalarında daha büyük plakalar üzerinde işlenebilen GaN tabanlı güç teknolojisi, doğası gereği pahalı olan SiC tabanlı teknolojiye kıyasla önemli bir maliyet avantajı sunuyor."

Yıllar geçtikçe GaN tabanlı teknolojide muazzam ilerlemeler kaydedildiancak 650 mm'lik plakalar üzerinde yeterince kalın GaN tampon katmanları yetiştirmenin zorluğu nedeniyle 200 V'tan daha yüksek çalışma voltajlarına ulaşmak zor olmuştur. Sonuç olarak SiC Yarıiletken örneğin elektrikli arabalar ve yenilenebilir enerji dahil olmak üzere 650-1200V uygulamalar için tercih edilir.

Yüksek arıza voltajına ulaşmanın anahtarı, karmaşık epitaksiyel malzeme yığınının 200 mm QST alt katmanlarının kullanımıyla birlikte dikkatli bir şekilde tasarlanması olmuştur. Qromis'in CMOS-fab dostu QST alt katmanları, GaN/AlGaN epitaksiyel katmanlarının termal genleşmesiyle yakından eşleşen bir termal genleşmeye sahiptir; bu, daha kalın tampon katmanlarının ve dolayısıyla daha yüksek voltajda çalışmanın önünü açmaya yardımcı olmuştur.

AIXTRON CEO'su ve Başkanı Dr. Felix Grawert şunları söyledi: “IMEC'in 1200V GaN-on-QST epi-teknolojisinin AIXTRON'un MOCVD reaktöründe başarılı bir şekilde geliştirilmesi, imec ile olan işbirliğimizin bir sonraki adımıdır. Daha önce, AIXTRON G5+C'nin imec tesislerine kurulumunun ardından imec'in tescilli 200 mm GaN-on-Si malzeme teknolojisi, G5+ C yüksek hacimli üretim platformumuzda onaylandı ve örneğin yüksek voltajlı güç anahtarlama ve RF uygulamalarını hedefleyerek müşterilerimize olanak sağladı. önceden doğrulanmış mevcut epi-tariflerle hızlı bir üretim artışı elde etmek. Bu yeni başarı ile birlikte yeni pazarlara girebileceğiz.”

Şu anda, 1200V'de cihaz performansını kanıtlamak için yanal e-mod cihazları işleniyor ve teknolojinin daha da yüksek voltaj uygulamalarına doğru genişletilmesine yönelik çalışmalar devam ediyor.

Bunun yanı sıra imec, GaN tabanlı teknolojinin voltaj ve akım aralığını daha da genişletmek için 8 inç GaN-on-QST dikey GaN cihazlarını da araştırıyor.

Yukarıda: 1200V GaN-on-QST® üzerinde iki farklı sıcaklıkta ölçülen dikey ileri tampon kaçak akımı: (sol) 25°C ve (sağ) 150°C. Imec'in 1200V tamponu, hem 1°C hem de 2°C'de 25V'u aşan bir arıza ile 10°C'de 2μA/mm150'nin altında ve 1200°C'de 1800V'a kadar 25μA/mm150'nin altında dikey kaçak akım gösterir; bu da onu aşağıdakiler için uygun kılar: 1200V cihazların işlenmesi.