Imec 啟動(dòng)了一項(xiàng)新的開放式創(chuàng)新計(jì)劃，專注于用于低壓和高壓電力電子的 300mm GaN 技術(shù)。該計(jì)劃旨在提高氮化鎵器件性能，同時(shí)降低制造成本，標(biāo)志著功率半導(dǎo)體行業(yè)向前邁出了重要一步。

對(duì)于eeNews Europe的讀者來(lái)說(shuō)，尤其是電力電子、半導(dǎo)體和代工生態(tài)系統(tǒng)的讀者，這一發(fā)展凸顯了向300毫米氮化鎵晶圓加工的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變，這可能會(huì)加速氮化鎵在汽車、數(shù)據(jù)中心和可再生能源應(yīng)用中的采用。

將氮化鎵擴(kuò)展到 300 毫米，以提高性能和成本效益

300mm GaN 計(jì)劃是 imec GaN 電力電子行業(yè)聯(lián)盟計(jì)劃 （IIAP） 的一部分，匯集了主要參與者 AIXTRON、GlobalFoundries、KLA Corporation、Synopsys 和 Veeco 作為首批合作伙伴。此次合作將專注于開發(fā)與 300 毫米晶圓兼容的 GaN 外延生長(zhǎng)和高電子遷移率晶體管 （HEMT） 工藝流程。

AIXTRON愛思強(qiáng)的300mm硅基氮化氮化硅晶圓在KLA公司的8系列/CIRCLTM工具上進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)imec的p-GaN蝕刻（來(lái)源：imec）。

“過(guò)渡到 300 毫米晶圓的好處不僅僅是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低制造成本，”imec 氮化鎵電力電子項(xiàng)目研究員兼項(xiàng)目總監(jiān) Stefaan Decoutere 說(shuō)。“我們兼容 CMOS 的 GaN 技術(shù)現(xiàn)在可以使用 300 毫米最先進(jìn)的設(shè)備，這將使我們能夠開發(fā)更先進(jìn)的基于 GaN 的功率器件。例如，用于負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器的激進(jìn)擴(kuò)展低壓 p-GaN 柵極 HEMT，支持 CPU 和 GPU 的節(jié)能配電。

從 200 毫米晶圓轉(zhuǎn)向 300 毫米晶圓可實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量、更好的均勻性以及與現(xiàn)有 CMOS 基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性——這是降低成本和實(shí)現(xiàn)與其他技術(shù)集成的關(guān)鍵。新軌道建立在imec的200毫米氮化鎵專業(yè)知識(shí)之上，旨在為低壓和高壓應(yīng)用建立一個(gè)300毫米基線平臺(tái)。

構(gòu)建 300mm GaN 生態(tài)系統(tǒng)

初步工作將側(cè)重于在低壓（100 V及以上）功率器件的300mm Si（111）襯底上開發(fā)橫向p-GaN HEMT技術(shù)，解決p-GaN蝕刻和歐姆觸點(diǎn)形成等工藝步驟。下一階段的目標(biāo)是使用具有多晶 AlN 內(nèi)核的 CMOS 兼容工程基板進(jìn)行高壓（650 V 及以上）GaN-on-QST? 開發(fā)。

同時(shí)，隨著程序擴(kuò)展到 300 毫米，對(duì)晶圓彎曲和機(jī)械強(qiáng)度的控制是一個(gè)主要問(wèn)題。Imec 預(yù)計(jì)到 2025 年底，其潔凈室將擁有完整的 300 毫米 GaN 功能。

用于 300mm 基板上的 GaN HEMT 的開發(fā)掩模集（來(lái)源：Imec）。

Decoutere補(bǔ)充道：“300毫米氮化鎵開發(fā)的成功還取決于建立強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)并共同推動(dòng)從300毫米氮化鎵增長(zhǎng)和工藝集成到封裝解決方案的創(chuàng)新的能力。因此，我們很高興地宣布AIXTRON愛思強(qiáng)、GlobalFoundries、KLA Corporation、Synopsys和Veeco成為我們300mmGaN開放研發(fā)計(jì)劃軌道的首批合作伙伴，并希望盡快歡迎更多合作伙伴。

通過(guò)匯集領(lǐng)先的設(shè)備和設(shè)計(jì)公司，imec 旨在加速 GaN 功率器件向大規(guī)模、經(jīng)濟(jì)高效的制造過(guò)渡，為跨行業(yè)更高效、更緊湊和更可持續(xù)的電子產(chǎn)品鋪平道路。