Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Aktuelles300-mm-GaN-Programm zur Entwicklungfortschrittlicher Leistungsbausteine und zur KostensenkungDas führende Forschungs- und Innovationszentrumfür Nanoelektronik und digitaleTechnologien Iimec begrüßte AIXTRON,GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsysund Veeco als erste Partner seines offenenInnovationsprogramms für 300-mm-Galliumnitrid (GaN) für Anwendungen inder Nieder- und Hochspannungs-Leistungselektronik.Dieses Programm, das Teil desIndustriepartnerschaftsprogramms (IIAP)von imec für GaN-Leistungselektronik ist,wurde ins Leben gerufen, um 300-mm-GaN-Epi-Wachstum sowie Prozessabläufe fürGaN-Hochgeschwindigkeits-Transistoren(HEMT) für Nieder- und Hochspannungzu entwickeln.Die Verwendung von 300-mm-Substratenwird nicht nur die Herstellungskosten fürGaN-Bausteine senken, sondern auch dieEntwicklung fortschrittlicherer Leistungselektronikbauelementeermöglichen, wiebeispielsweise effiziente Niederspannungs-Point-of-Load-Wandler für CPUs und GPUs.Die aktuelle Markteinführung von GaNbasiertenSchnellladegeräten unterstreichtdas Potenzial der GaN-Technologie fürAnwendungen in der Leistungselektronik.Imecwww.imec-int.comCelsiStrip ®Thermoetikette registriertMaximalwerte durchDauerschwärzungDiverse Bereiche von+40 bis +260°CGRATIS Musterset von celsi@spirig.comKostenloser Versand DE/AT ab BestellwertEUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)www.spirig.com300-mm-GaN-auf-Si-Wafer von AIXTRON, geprüftmit einem Gerät der Serie 8/CIRCLTM von KLACorporation, nach p-GaN-Ätzung durch imecDank kontinuierlicher Fortschritte in denBereichen GaN-Epitaxie, GaN-BausteinundIC-Fertigung, Zuverlässigkeit undRobustheit sowie Optimierung auf Systemebeneist die GaN-Technologie bereit, eineneue Generation von Leistungselektronikproduktenzu ermöglichen. Diese werdenmit kleineren Abmessungen, geringeremGewicht und höherer Energieumwandlungseffizienzals Si-basierte Lösungen aufden Markt kommen. Beispiele hierfür sindBordladegeräte und DC/DC-Wandler fürAutomobilanwendungen, Wechselrichter fürSolaranlagen und Stromverteilungssystemefür Telekommunikations- und KI-Rechenzentren– Bereiche, in denen GaN-basierteBausteine zur allgemeinen Dekarbonisierung,Elektrifizierung und Digitalisierungder Gesellschaft beitragen.Ein bemerkenswerter Trend in der GaN-Technologieentwicklung ist der Übergangzu größeren Wafer-Durchmessern, wobeidie Kapazitäten derzeit überwiegend auf200 mm verfügbar sind. Mit der Einführungseines 300-mm-GaN-Programms geht imecden nächsten Schritt und baut auf seinem200-mm-Know-how auf.Stefaan Decoutere, Fellow und Programmdirektordes GaN-Leistungselektronikprogrammsbei imec: „Die Vorteile derUmstellung auf 300-mm-Wafer gehen überdie Steigerung der Produktionskapazitätund die Senkung der Herstellungskostenhinaus. Unsere CMOS-kompatible GaN-Technologie hat nun Zugang zu modernsten300-mm-Anlagen, die es uns ermöglichen,fortschrittlichere GaN-basierte Leistungsbausteinezu entwickeln. Beispiele hierfürsind aggressiv skalierte Niederspannungs-p-GaN-Gate-HEMTs für den Einsatz in Pointof-Load-Wandlern,die eine energieeffizienteStromverteilung für CPUs und GPUsunterstützen.“Im Rahmen des 300-mm-GaN-Programmswird zunächst eine grundlegende lateralep-GaN-HEMT-Technologieplattform fürNiederspannungsanwendungen (100 Vund darüber) unter Verwendung von 300mm Si(111) als Substrat etabliert. Zu diesemZweck werden derzeit Prozessmoduleentwickelt, deren Schwerpunkt auf derp-GaN-Ätzung und der Bildung ohmscherKontakte liegt.file: TI1CSmini-4346_2021Später sollen dann Hochspannungs -anwendungen hinzukommen. Für 650 Vund darüber werden 300-mm-Halbleiter-Spezifikationen und CMOS-kompatibleQST-Substrate (ein Material mit polykristallinemAlN-Kern) verwendet. Währendder Entwicklung stehen die Kontrolle derWölbung der 300-mm-Wafer und ihre mechanischeFestigkeit im Vordergrund.dimension: 43 x 46 mmDer Start des 300-mm-GaN-Programmserfolgt nach erfolgreichen Tests zur Handhabungvon 300-mm-Wafern und der Entwicklungvon Maskensätzen. Imec 4C geht davonaus, dass bis Ende 2025 die vollständige300-mm-Ausstattung in seinem 300-mm-Reinraum installiert sein wird. ◄Entwicklungsmasken-Set für GaN-HEMTsauf 300-mm-Substraten6 hf-praxis 11/2025
