Imec запускает программу по разработке передовых силовых устройств на пластинах GaN диаметром 300 мм

Исследовательский центр Imec, мировой лидер в области наноэлектроники и цифровых технологий, объявил о запуске программы открытых инноваций по разработке силовой электроники на основе нитрида галлия (GaN) на пластинах диаметром 300 мм. К программе уже присоединились первые партнеры: компании AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys и Veeco.

Новая программа, являющаяся частью промышленной партнерской программы Imec (IIAP) по силовой электронике на GaN, нацелена на разработку процессов эпитаксиального роста GaN на 300 мм пластинах и создания низковольтных и высоковольтных транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT). Использование пластин большего диаметра не только снизит стоимость производства GaN-устройств, но и позволит разрабатывать более совершенные силовые электронные компоненты, такие как эффективные низковольтные преобразователи питания для CPU и GPU.

Появление на рынке быстрых зарядных устройств на основе GaN подчеркивает потенциал этой технологии для силовой электроники. Благодаря прогрессу в области эпитаксиального роста, производства устройств и микросхем, надежности и оптимизации на системном уровне, технология GaN готова обеспечить появление нового поколения силовых электронных продуктов. Они будут иметь уменьшенные габариты, меньший вес и превосходную эффективность преобразования энергии по сравнению с кремниевыми решениями. Примерами являются бортовые зарядные устройства и DC/DC-преобразователи для автомобильной промышленности, инверторы для солнечных панелей и системы распределения питания для телекоммуникационных и AI-центров обработки данных, где компоненты на основе GaN вносят вклад в общую декарбонизацию, электрификацию и цифровизацию общества.

Значительной тенденцией в развитии технологии GaN является переход на пластины большего диаметра, при этом мощности в основном доступны для 200 мм. Запуская программу по 300 мм GaN, Imec делает следующий шаг, опираясь на свой опыт работы с 200 мм. Стефан Декутере, руководитель программы по силовой электронике на GaN в Imec:

«Преимущества перехода на 300 мм пластины выходят за рамки простого увеличения объемов производства и снижения затрат. Наша совместимая с КМОП технология GaN теперь получила доступ к современному оборудованию для 300 мм, что позволит нам разрабатывать более совершенные силовые устройства на основе GaN. Например, это интенсивно масштабируемые низковольтные p-GaN HEMT для использования в преобразователях питания, поддерживающих энергоэффективное распределение энергии для CPU и GPU».

В рамках программы 300 мм GaN сначала будет создана базовая технологическая платформа для латеральных p-GaN HEMT для низковольтных применений (100 В и выше) с использованием кремниевых подложек Si(111) диаметром 300 мм. Для этого уже ведутся работы над процессными модулями, сосредоточенными вокруг травления p-GaN и формирования омических контактов. На более поздних этапах программа нацелится на высоковольтные применения. Для напряжений 650 В и выше разработки будут использовать 300 мм инженерные подложки QST. В ходе разработок особое внимание уделяется контролю прогиба 300 мм пластин и их механической прочности.

Запуск программы 300 мм GaN последовал за успешными испытаниями по обработке 300 мм пластин и разработкой наборов масок. Imec ожидает, что полные возможности для работы с 300 мм пластинами будут развернуты в его чистой комнате к концу 2025 года.

«Успех разработки 300 мм GaN также зависит от способности создать надежную экосистему и совместно продвигать инновации — от роста GaN на 300 мм пластинах и интеграции процессов до решений в области корпусирования», — добавляет Стефан Декутере. — «Поэтому мы рады объявить AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys и Veeco в качестве первых партнеров в нашей открытой программе НИОКР по 300 мм GaN и надеемся вскоре приветствовать новых участников. Поскольку разработка передовой силовой электроники на GaN требует тесной связи между проектированием, эпитаксией, интеграцией процессов и приложениями — связи, которая доказала свою критическую важность в нашей pioneering работе с 200 мм GaN».

Источник: Imec