Hứa hẹn về thiết kế chip rẻ hơn và tinh vi hơn

Enkris Semiconductor, một nhà máy sản xuất tấm wafer GaN có trụ sở tại Khu công nghiệp Tô Châu, Trung Quốc, đã trình diễn một loạt tấm epiwafer GaN-on-Si HEMT 300mm chất lượng cao.

Được cho là có độ đồng đều tuyệt vời và cung bán dẫn thấp cho các ứng dụng nguồn 200V, 650V và 1200V, sự phát triển này có thể mở đường cho việc xử lý thiết bị sử dụng các dây tương thích CMOS 300mm phức tạp hơn.

Các thiết bị nguồn GaN thương mại dựa trên GaN-on-Si HEMT công nghệ đang trở nên phổ biến cho một loạt các ứng dụng như điện tử tiêu dùng, điện tử công nghiệp và trung tâm dữ liệu cũng như trong lĩnh vực năng lượng, ô tô và di động. Được thúc đẩy bởi việc giảm chi phí và tích hợp phức tạp hơn mạch thiết kế, ngành công nghiệp hiện đang hướng tới kích thước wafer lớn hơn.

Sau khi ra mắt thành công tấm epiwafer GaN-on-Si HV HEMT 200mm thương mại vào năm 2014, Enkris Semiconductor hiện đã chuyển thành công quy trình epit Wax AlGaN/GaN HEMT của mình sang chất nền Si 300mm, trong khi vẫn duy trì độ đồng đều về độ dày và cung wafer thấp trong phạm vi 50µm. Các phép đo sự cố điện áp dọc cho thấy các tấm bán dẫn phù hợp với các ứng dụng nguồn 200V, 650V và 1200V.

Cấu trúc lớp epiticular GaN-on-Si HEMT 300mm được sử dụng có vẻ sẽ giải quyết các vấn đề chính về nứt/cung wafer và các khuyết tật tinh thể cao. Quá trình tăng trưởng bắt đầu với lớp tạo mầm AlN, tiếp theo là lớp giảm căng thẳng, kênh GaN, rào cản AlGaN và nắp GaN. Theo công ty, đỉnh XRD AlN(002) hẹp và độ đồng đều tốt của FWHM cho thấy chất lượng tinh thể cao trên toàn bộ tấm wafer 300mm.

Tiến sĩ Kai Cheng, Giám đốc điều hành của Enkris cho biết: “Nhờ lớp tạo mầm AlN được tối ưu hóa, chúng tôi có thể tạo ra các tấm epiwafer HEMT dựa trên GaN không có vết nứt, đáp ứng các yêu cầu về dòng điện rò rỉ trên đế Si kích thước lớn lên đến 300mm”. “Bất chấp những thách thức trong quy trình epit Wax, quản lý biến dạng và kiểm soát khuyết tật khi chuyển sang kích thước tấm wafer 300mm, chúng tôi đã đạt được chất lượng cấu trúc và tính chất điện tuyệt vời trong cấu trúc AlGaN/GaN HEMT. Điều này chắc chắn sẽ khuyến khích sự phát triển của các mạch tích hợp công suất cao để tạo ra hệ thống trên chip và giảm hơn nữa giá thành của các thiết bị nguồn GaN.