Franske CEA-Leti har udviklet en 200 mm gallium nitrid/silicium (GaN/Si) proces, der er kompatibel med CMOS renrum, som bevarer den høje ydelse i halvledermaterialet og koster mindre end state-of-the-art GaN/SiC teknologi. De nuværende GaN HEMT transistorteknologier anvendt i telecom eller radar applikationer leveres på små GaN/SiC substrater og kræver fabrikation i dedikerede renrum, påpegede forskningsinstituttet i et indlæg på IEDM 2023 medio december i San Francisco med titlen “6.6W/mm 200mm CMOS Compatible AlN/GaN/Si MIS-HEMT with In-Situ SiN Gate Dielectric and Low Temperature Ohmic Contacts”.
De højt ydende SiC substrater, der anvendes til at dyrke GaN lagene, er meget dyre og findes kun i relative små størrelser. Leti’s R&D udviklingsprojekt af GaN/Si teknologien på 200 mm og senere på 300 mm wafere i CMOS-kompatible renrum reducerer omkostningerne og drager fordel af eksisterende højt ydende renrums faciliteter. Som et resultat forbedrer Leti’s GaN/Si teknologi effekttætheden i GaN/SiC teknologien ved 28 GHz.
“Udviklingsprojektet demonstrerer, at 200 mm CMOS-kompatibel SiN/AIN/GaN MIS-HEMT på silicium er en lovende teknik til applikationer såsom 5G/6G infrastrukturer, satcom, radar for UAV detektering eller jordobservationer. Det skulle kunne give billigere og kompakte enheder med høj effekttæthed, stor effektivitet og lav vægt. Enhederne i vort arbejde er designet for RF forstærkere og switche og kan anvendes i applikationer omkring 30 GHz”, sagde Erwan Morvan, CEA-Leti forsker og hovedforfatter til det præsenterede indlæg på IEDM konferencen.
Leti’s igangværende udviklingsarbejde på området vil inkludere øget udgangseffekt og effektivitet af MIS-HEMT transistorerne samt booste ydelsen og frekvensen til over 100 GHz, ligesom man vil udvikle 3D integration af GaN/Si chips på 300 mm Si-wafer.
