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Pietra miliare nel Programma IMEC su dispositivi di potenza GaN

Published on October 21, 2010 at 8:01 PM

IMEC ei suoi partner sono riusciti a fabbricato Au-free, Si-elaborazione compatibile dispositivi di potenza GaN su un wafer di silicio da 6 pollici. Questo risultato rappresenta una pietra miliare nel programma di affiliazione industriale IMEC (IIAP) sulla potenza GaN e che emettono luce (LED) dispositivi che gli obiettivi di riduzione dei costi come uno degli obiettivi principali.

Realizzazione della Au-free Si-elaborazione dispositivo compatibile con potenza GaN segue un trasferimento precedente di flusso di processo IMEC dal III-V elaborazione di laboratorio sul pollice Si 4, a 6 pollici linea di lavorazione Si.. Il trasferimento incluso lo sviluppo di contatti ohmici Au-free e le strutture cancello. Mentre il 4 pollici, il modello in metallo è stato fatto utilizzando la litografia di contatto e lift-off, i 6 pollici processo utilizza la linea I-litografia e incidere il metallo a secco.

Caratteristica IV del dispositivo di potenza GaN mostrando la vitalità del Au-Si-libero flusso del processo di lavorazione compatibile

La disponibilità di un Au-Si-libero flusso del processo di lavorazione compatibile per la realizzazione di dispositivi di potenza GaN è una tappa importante per IIAP IMEC su GaN alimentazione ed i dispositivi a LED. In questo programma, la riduzione dei costi è uno degli obiettivi chiave. Per raggiungere questo obiettivo, il programma di obiettivi di crescita di GaN / AlGaN strati sopra substrati di Si, il che permette un upscaling delle dimensioni wafer verso substrati 8 pollici. L'aumento delle dimensioni wafer è stato un fattore decisivo per la riduzione dei costi di chip in silicio, come l'elaborazione più circuiti integrati sono disponibili su substrati zona più ampia. Potenza GaN e dispositivi LED non poteva seguire questo aumento come i substrati SiC concorrenti o zaffiro non sono sempre disponibili a diametri di wafer di grandi dimensioni. Inoltre, il programma prevede un flusso di processo che è compatibile con una linea di lavorazione Si.. L'uso di high-throughput ad alta capacità 200 millimetri Si fabbriche di lavorazione è quindi un secondo elemento nella riduzione dei costi. Ma per raggiungere tale compatibilità, i processi non possono utilizzare i materiali incompatibili, specialmente Au per contatti ohmici e strutture cancello.

Il sistema GaN materiali offre la possibilità di fabbricare ad alta mobilità di elettroni-transistor (HEMT) che offrono un vantaggio competitivo rispetto a Si dispositivi di potenza. GaN è un materiale banda proibita di larghezza, e come tale un isolatore. Quando un AlN o AlGaN strato (s) viene elaborato sulla cima di un canale GaN, una etero-giunzione struttura è formata, con un grande gas bidimensionale di elettroni (2DEG) presso l'etero-giunzione. Poiché impurità drogante sono assenti e la corrente non scorre in superficie ma alla etero-giunzione, la 2DEG alta concentrazione ha una elevata mobilità che consente per la commutazione veloce. Insieme alla banda proibita alto del materiale, un competitivo trade-off tra tensione di rottura e on-resistenza è raggiunto. I transistor risulta avere basse perdite di commutazione, capacità ad alta tensione, e una frequenza di funzionamento. Quest'ultimo consente di un form factor più piccolo di sistemi che utilizzano questi componenti di commutazione, come invertitori di potenza e convertitori DC / DC. I trasformatori, induttori e condensatori può effettivamente essere reso più piccolo a queste frequenze alte.

Attualmente, un'ulteriore ottimizzazione del flusso di processo 6 pollici è in corso. L'impianto da 6 pollici utilizzato per questo sviluppo è il 6 pollici fab sviluppo MiPlaza a Eindhoven, Paesi Bassi, e il progetto viene eseguito da un giunto IMEC / MiPlaza squadra. Inoltre, un nuovo reattore per GaN epitassia l'8 Si pollici è stata acquisita, e il processo di epitassia impegnativo l'8 pollici è in fase di sviluppo. Quando GaN su 8 pollici substrati Si rendono disponibili, gli apprendimenti, il 6 pollici saranno trasferiti IMEC 8 pollici linea di lavorazione Si..

Dal IMEC ha lanciato la IIAP su GaN-on-Si tecnologia nel luglio 2009, sei partner industriali, tra cui fornitori di apparecchiature, fornitori di supporti e IDM hanno già aderito al programma.

Last Update: 6. October 2011 20:13

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