imec啟動了一項新的開放式創(chuàng)新項目，專注于低壓和高壓功率電子器件的300mm GaN（氮化鎵）技術(shù)。該項目旨在提升GaN器件性能，同時降低制造成本，標(biāo)志著功率半導(dǎo)體行業(yè)向前邁出了重要一步。

對于功率電子、半導(dǎo)體和代工生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域而言，這一進展凸顯了向300mm GaN晶圓加工的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變，這將加速GaN在汽車、數(shù)據(jù)中心和可再生能源應(yīng)用中的普及。

300mm GaN項目是imec GaN功率電子工業(yè)聯(lián)盟計劃（IIAP）的一部分，其首批合作伙伴包括AIXTRON、格羅方德、科磊（KLA）、新思科技和Veeco等主要企業(yè)。此次合作將專注于開發(fā)與300mm晶圓兼容的GaN外延生長和高電子遷移率晶體管（HEMT）工藝流程。

“過渡到300mm晶圓的好處不僅僅是擴大生產(chǎn)規(guī)模和降低制造成本，”imec GaN電力電子項目研究員兼項目總監(jiān)Stefaan Decoutere表示，“我們兼容CMOS的GaN技術(shù)現(xiàn)在可以接入300mm最先進的設(shè)備，這將使我們能夠開發(fā)更先進的基于GaN的功率器件。例如，用于負載點轉(zhuǎn)換器的大幅縮小的低壓p-GaN柵極HEMT，支持CPU和GPU的節(jié)能配電。”

從200mm晶圓過渡到300mm晶圓，可以實現(xiàn)更高的產(chǎn)量、更好的均勻性，并與現(xiàn)有的CMOS基礎(chǔ)設(shè)施兼容——這對于降低成本和實現(xiàn)與其他技術(shù)的集成至關(guān)重要。新項目以imec在200mm GaN領(lǐng)域的專業(yè)知識為基礎(chǔ)，旨在為低壓和高壓應(yīng)用建立一個300mm基準(zhǔn)平臺。

初期工作將專注于開發(fā)基于300mm Si(111)襯底的橫向p-GaN HEMT技術(shù)，用于低壓（100V及以上）功率器件，并解決p-GaN刻蝕和歐姆接觸形成等工藝步驟。下一階段將致力于開發(fā)高壓（650V及以上）GaN-on-QST技術(shù)，采用與CMOS兼容的工程襯底和多晶AlN核心。

同時，隨著項目規(guī)模擴展到300mm，對晶圓翹曲和機械強度的控制是首要考慮的問題。imec預(yù)計到2025年底，其潔凈室將全面具備300mm GaN產(chǎn)能。

“300mm GaN開發(fā)的成功還取決于能否建立強大的生態(tài)系統(tǒng)，并共同推動從300mm GaN生長和工藝集成到封裝解決方案的創(chuàng)新，”Stefaan Decoutere補充道，“因此，我們很高興宣布AIXTRON、格羅方德、科磊（KLA）、新思科技和Veeco成為我們300mm GaN開放研發(fā)項目的首批合作伙伴，并希望很快迎來更多合作伙伴。”

通過整合領(lǐng)先的設(shè)備和設(shè)計公司，imec旨在加速GaN功率器件向大規(guī)模、經(jīng)濟高效的制造轉(zhuǎn)型，為各行各業(yè)更高效、更緊湊、更可持續(xù)的電子產(chǎn)品鋪平道路。