200V এর বেশি ব্রেকডাউন সহ 5V অ্যাপ্লিকেশনের জন্য AIX G1200+ C-তে Imec এবং Aixtron ডেমো 1800mm GaN epi

খবর: microelectronics

29 এপ্রিল 2021

লিউভেন, বেলজিয়ামের ন্যানোইলেক্ট্রনিক্স রিসার্চ সেন্টার আইএমইসি এবং জার্মানির আচেনের কাছে হার্জোজেনরাথের অ্যাক্সট্রন এসই ডিপোজিশন সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) বাফার স্তরগুলির এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রদর্শন করেছে যা 1200mm একটি QST ব্রেকডাউন সহ 200V অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যোগ্যতা অর্জন করেছে। 1800V-যোগ্য বাফার স্তরগুলির উত্পাদনযোগ্যতা উচ্চ-ভোল্টেজের GaN-ভিত্তিক পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশন যেমন বৈদ্যুতিক যান (EV), পূর্বে শুধুমাত্র সম্ভাব্য সিলিকন কার্বাইড (SiC)-ভিত্তিক প্রযুক্তির দরজা খোলার জন্য গণনা করা হয়। অপ্টিমাইজ করা উপাদান এপি-স্ট্যাককে একীভূত করার জন্য imec-তে Aixtron-এর G1200+ C সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় ধাতু-জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা (MOCVD) চুল্লির যোগ্যতা অর্জনের পরে ফলাফল আসে।

ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ উপকরণ GaN এবং SiC শক্তি-চাহিদার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পরবর্তী প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর হিসাবে তাদের মান প্রমাণ করেছে যেখানে সিলিকন কম পড়ে। SiC-ভিত্তিক প্রযুক্তি সবচেয়ে পরিপক্ক, কিন্তু এটি আরও ব্যয়বহুল। উদাহরণস্বরূপ, 200 মিমি সিলিকন ওয়েফারগুলিতে উত্থিত GaN-ভিত্তিক প্রযুক্তির সাথে বছরের পর বছর ধরে দুর্দান্ত অগ্রগতি হয়েছে। imec-তে, যোগ্য বর্ধিতকরণ-মোড উচ্চ-ইলেক্ট্রন-মোবিলিটি ট্রানজিস্টর (HEMTs) এবং Schottky ডায়োড পাওয়ার ডিভাইসগুলি 100V, 200V এবং 650V অপারেটিং ভোল্টেজ রেঞ্জের জন্য প্রদর্শিত হয়েছে, যা উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পথ প্রশস্ত করেছে। যাইহোক, 650V-এর চেয়ে বেশি অপারেটিং ভোল্টেজগুলি অর্জন করা 200mm ওয়েফারগুলিতে পুরু-পর্যাপ্ত GaN বাফার স্তরগুলি বাড়ানোর অসুবিধা দ্বারা চ্যালেঞ্জ করা হয়েছে। অতএব, SiC এখনও পর্যন্ত 650-1200V অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দের সেমিকন্ডাক্টর হিসাবে রয়ে গেছে - যেমন বৈদ্যুতিক যান এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সহ।

প্রথমবারের মতো, imec এবং Aixtron 1200°C এবং 200°C-তে 25mm QST (SEMI স্ট্যান্ডার্ড পুরুত্বে) সাবস্ট্রেটে 150V অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যোগ্য GaN বাফার স্তরগুলির এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রদর্শন করেছে, একটি হার্ড ব্রেকডাউন 1800V অতিক্রম করে।

গ্রাফিক: দুটি ভিন্ন তাপমাত্রায় 1200V GaN-on-QST-তে উল্লম্ব ফরওয়ার্ড বাফার লিকেজ কারেন্ট পরিমাপ করা হয়েছে: (বাম) 25°C এবং (ডান) 150°C। Imec এর 1200V বাফার 1µA/mm এর নিচে উল্লম্ব ফুটো বর্তমান দেখায়2 25°C এবং 10µA/mm এর নিচে2 150°C পর্যন্ত 1200V পর্যন্ত 1800°C এবং 25°C উভয় ক্ষেত্রেই 150V এর বেশি ভাঙ্গন সহ, এটি 1200V ডিভাইসের প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

"GaN এখন 20V থেকে 1200V পর্যন্ত অপারেটিং ভোল্টেজের সম্পূর্ণ পরিসরের জন্য পছন্দের প্রযুক্তি হয়ে উঠতে পারে," বলেছেন ডেনিস মার্কন, আইএমইসির সিনিয়র বিজনেস ডেভেলপমেন্ট ম্যানেজার৷ "হাই-থ্রুপুট CMOS ফ্যাবগুলিতে বড় ওয়েফারগুলিতে প্রক্রিয়াযোগ্য হওয়ার কারণে, GaN-এর উপর ভিত্তি করে পাওয়ার প্রযুক্তি অন্তর্নিহিতভাবে ব্যয়বহুল SiC-ভিত্তিক প্রযুক্তির তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য খরচ সুবিধা প্রদান করে।"

উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ অর্জনের মূল চাবিকাঠি হল 200mm QST সাবস্ট্রেট ব্যবহারের সাথে জটিল এপিটাক্সিয়াল উপাদান স্ট্যাকের সতর্ক প্রকৌশল, যা Imec ইন্ডাস্ট্রি অ্যাফিলিয়েশন প্রোগ্রাম (IIAP) এর সুযোগে কার্যকর করা হয়েছে। সান্তা ক্লারা, CA, USA-এর Qromis Inc-এর CMOS-ফ্যাব বন্ধুত্বপূর্ণ QST সাবস্ট্রেটগুলির একটি তাপীয় প্রসারণ রয়েছে যা GaN/AlGaN এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলির তাপীয় সম্প্রসারণের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে, যা মোটা বাফার স্তরগুলির জন্য পথ প্রশস্ত করে – এবং তাই উচ্চ-ভোল্টেজ অপারেশন৷

"Aixtron এর MOCVD চুল্লিতে imec এর 1200V GaN-on-QST epi প্রযুক্তির সফল বিকাশ imec-এর সাথে আমাদের সহযোগিতার একটি পরবর্তী ধাপ," বলেছেন Aixtron এর CEO এবং প্রেসিডেন্ট ডঃ ফেলিক্স গ্রাওয়ার্ট। “আগে, imec-এর সুবিধাগুলিতে Aixtron G5+ C ইনস্টল করার পরে, imec-এর মালিকানাধীন 200mm GaN-on-Si উপকরণ প্রযুক্তি আমাদের G5+C উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন প্ল্যাটফর্মে যোগ্যতা অর্জন করেছিল, উদাহরণস্বরূপ উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার সুইচিং এবং RF অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে লক্ষ্য করে এবং আমাদের গ্রাহককে সক্ষম করে। প্রাক-প্রমাণিত উপলভ্য এপিআই রেসিপিগুলির দ্বারা একটি দ্রুত উত্পাদন র‌্যাম্প-আপ অর্জন করতে,” তিনি যোগ করেন। "এই নতুন অর্জনের সাথে, আমরা যৌথভাবে নতুন বাজারে ট্যাপ করতে সক্ষম হব।"

বর্তমানে, পাশ্বর্ীয় ই-মোড ডিভাইসগুলি 1200V-এ ডিভাইসের কার্যকারিতা প্রমাণ করার জন্য প্রক্রিয়া করা হচ্ছে, এবং প্রযুক্তিকে আরও উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের দিকে প্রসারিত করার প্রচেষ্টা চলছে। এর পরে, IMec 8-ইঞ্চি GaN-on-QST উল্লম্ব GaN ডিভাইসগুলিকে আরও ভোল্টেজ এবং GaN-ভিত্তিক প্রযুক্তির বর্তমান পরিসরকে আরও প্রসারিত করার জন্য অনুসন্ধান করছে।

সম্পর্কিত আইটেম দেখুন:

Imec এবং Qromis 200mm CTE-মিলিত সাবস্ট্রেটে p-GaN HEMTs উপস্থাপন করে

ট্যাগ্স: আইএমইসি অ্যাক্সট্রন এমওসিভিডি GaN-on-Si

যান: www.aixtron.com

যান: www.imec.be

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