200V سے زیادہ خرابی کے ساتھ 5V ایپلی کیشنز کے لیے AIX G1200+C پر Imec اور Aixtron ڈیمو 1800mm GaN epi

خبریں: مائکروئلیٹرانکس

29 اپریل 2021

لیوین، بیلجیئم کے نانو الیکٹرانکس ریسرچ سینٹر آئی ایم ای سی اور آچن، جرمنی کے قریب ہرزوجنراتھ کے ڈیپوزیشن آلات بنانے والی کمپنی Aixtron SE نے گیلیم نائٹرائڈ (GaN) بفر لیئرز کی epitaxial نمو کا مظاہرہ کیا ہے جو 1200mm کے QST بریک ڈاؤن کے ساتھ 200V ایپلی کیشنز کے لیے اہل ہیں۔ 1800V- کوالیفائیڈ بفر لیئرز کی مینوفیکچریبلٹی کو سب سے زیادہ وولٹیج GaN پر مبنی پاور ایپلی کیشنز جیسے کہ الیکٹرک وہیکلز (EV) کے دروازے کھولنے کے لیے سمجھا جاتا ہے، اس سے پہلے صرف قابل عمل سلکان کاربائیڈ (SiC) پر مبنی ٹیکنالوجی تھی۔ نتیجہ آئی ایم ای سی میں ایکسٹرون کے G1200+C مکمل طور پر خودکار میٹل آرگینک کیمیکل واپر ڈیپوزیشن (MOCVD) ری ایکٹر کی اہلیت کے بعد سامنے آیا ہے تاکہ آپٹمائزڈ میٹریل ایپی اسٹیک کو انٹیگریٹ کیا جا سکے۔

وسیع بینڈ گیپ میٹریل GaN اور SiC نے پاور ڈیمانڈنگ ایپلی کیشنز کے لیے اگلی نسل کے سیمی کنڈکٹرز کے طور پر اپنی قدر کو ثابت کیا ہے جہاں سلیکان کم پڑ جاتا ہے۔ SiC پر مبنی ٹیکنالوجی سب سے زیادہ پختہ ہے، لیکن یہ زیادہ مہنگی بھی ہے۔ مثال کے طور پر، 200 ملی میٹر سلیکون ویفرز پر اگائی جانے والی GaN پر مبنی ٹیکنالوجی کے ساتھ سالوں کے دوران بڑی پیش رفت ہوئی ہے۔ imec میں، کوالیفائیڈ اینہانسمنٹ موڈ ہائی الیکٹران موبلٹی ٹرانزسٹرز (HEMTs) اور Schottky diode پاور ڈیوائسز کو 100V، 200V اور 650V آپریٹنگ وولٹیج رینجز کے لیے دکھایا گیا ہے، جس سے ہائی والیوم مینوفیکچرنگ ایپلی کیشنز کی راہ ہموار ہو رہی ہے۔ تاہم، 650V سے زیادہ آپریٹنگ وولٹیج کے حصول کو 200mm ویفرز پر کافی موٹی GaN بفر تہوں کو بڑھنے کی دشواری کی وجہ سے چیلنج کیا گیا ہے۔ اس لیے، SiC اب تک 650-1200V ایپلی کیشنز کے لیے انتخاب کا سیمی کنڈکٹر بنا ہوا ہے - بشمول الیکٹرک گاڑیاں اور قابل تجدید توانائی، مثال کے طور پر۔

پہلی بار، imec اور Aixtron نے 1200°C اور 200°C پر 25mm QST (SEMI معیاری موٹائی میں) سبسٹریٹس پر 150V ایپلی کیشنز کے لیے کوالیفائی GaN بفر تہوں کی اپیٹیکسیل نمو کا مظاہرہ کیا ہے، جس میں سخت خرابی 1800V سے زیادہ ہے۔

گرافک: عمودی فارورڈ بفر لیکیج کرنٹ 1200V GaN-on-QST پر دو مختلف درجہ حرارت پر ماپا جاتا ہے: (بائیں) 25°C اور (دائیں) 150°C۔ Imec کا 1200V بفر 1µA/mm سے نیچے عمودی رساو دکھاتا ہے2 25°C پر اور 10µA/mm سے کم2 150°C پر 1200V تک 1800V سے زیادہ خرابی کے ساتھ 25°C اور 150°C دونوں پر، یہ 1200V آلات کی پروسیسنگ کے لیے موزوں ہے۔

"GaN اب 20V سے 1200V تک آپریٹنگ وولٹیج کی پوری رینج کے لیے انتخاب کی ٹیکنالوجی بن سکتی ہے،" ڈینس مارکون کہتے ہیں، imec کے سینئر بزنس ڈویلپمنٹ مینیجر۔ "ہائی تھرو پٹ CMOS فیبس میں بڑے ویفرز پر قابل عمل ہونے کی وجہ سے، GaN پر مبنی پاور ٹیکنالوجی اندرونی طور پر مہنگی SiC پر مبنی ٹیکنالوجی کے مقابلے میں ایک قابل قدر قیمت فائدہ پیش کرتی ہے۔"

ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج کو حاصل کرنے کی کلید 200mm کیو ایس ٹی سبسٹریٹس کے استعمال کے ساتھ پیچیدہ ایپیٹیکسیل میٹریل اسٹیک کی محتاط انجینئرنگ ہے، جسے Imec انڈسٹری سے وابستہ پروگرام (IIAP) کے دائرہ کار میں انجام دیا گیا ہے۔ سانتا کلارا، CA، USA کے Qromis Inc کے CMOS-fab دوستانہ QST سبسٹریٹس میں تھرمل توسیع ہے جو GaN/AlGaN ایپیٹیکسیل تہوں کے تھرمل توسیع سے قریب سے میل کھاتی ہے، موٹی بفر تہوں کے لیے راہ ہموار کرتی ہے – اور اس وجہ سے زیادہ وولٹیج آپریشن۔

Aixtron کے CEO اور صدر ڈاکٹر Felix Grawert کہتے ہیں، "Aixtron کے MOCVD ری ایکٹر میں imec کی 1200V GaN-on-QST epi ٹیکنالوجی کی کامیاب ترقی imec کے ساتھ ہمارے تعاون کا اگلا قدم ہے۔" "اس سے پہلے، imec کی سہولیات پر Aixtron G5+C انسٹال کرنے کے بعد، imec کی ملکیتی 200mm GaN-on-Si میٹریل ٹیکنالوجی ہمارے G5+C ہائی والیوم مینوفیکچرنگ پلیٹ فارم پر کوالیفائی کر چکی تھی، مثال کے طور پر ہائی وولٹیج پاور سوئچنگ اور RF ایپلی کیشنز کو نشانہ بنانا اور ہمارے کسٹمر کو فعال کرنا۔ پہلے سے توثیق شدہ دستیاب ایپی ریسیپیز کے ذریعے تیزی سے پروڈکشن ریمپ اپ حاصل کرنے کے لیے،" وہ مزید کہتے ہیں۔ "اس نئی کامیابی کے ساتھ، ہم مشترکہ طور پر نئی منڈیوں میں داخل ہونے کے قابل ہو جائیں گے۔"

فی الحال، لیٹرل ای موڈ ڈیوائسز پر ڈیوائس کی کارکردگی کو 1200V پر ثابت کرنے کے لیے کارروائی کی جا رہی ہے، اور ٹیکنالوجی کو زیادہ وولٹیج ایپلی کیشنز تک بڑھانے کی کوششیں جاری ہیں۔ اس کے بعد، imec 8 انچ کے GaN-on-QST عمودی GaN آلات کی بھی تلاش کر رہا ہے تاکہ وولٹیج اور GaN پر مبنی ٹیکنالوجی کی موجودہ رینج کو مزید بڑھایا جا سکے۔

متعلقہ اشیاء دیکھیں:

Imec اور Qromis 200mm CTE سے مماثل ذیلی جگہوں پر p-GaN HEMTs پیش کرتے ہیں۔

ٹیگز: آئی ایم ای سی ایکسٹرون MOCVD GaN-on-Si

ملاحظہ کریں: www.aixtron.com

ملاحظہ کریں: www.imec.be

ماخذ: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2021/apr/aixtron-imec-290421.shtml