imec啟動(dòng)了一項(xiàng)新的開(kāi)放式創(chuàng)新項(xiàng)目，專(zhuān)注于低壓和高壓功率電子器件的300mm GaN（氮化鎵）技術(shù)。該項(xiàng)目旨在提升GaN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(jìn)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(chē)、數(shù)據(jù)中心和可再生能源應(yīng)用中的普及。

300mm GaN項(xiàng)目是imec GaN功率電子工業(yè)聯(lián)盟計(jì)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(zhuān)注于開(kāi)發(fā)與300mm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。

“過(guò)渡到300mm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 GaN電力電子項(xiàng)目研究員兼項(xiàng)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(jìn)的設(shè)備，這將使我們能夠開(kāi)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(guò)渡到300mm晶圓，可以實(shí)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(duì)于降低成本和實(shí)現(xiàn)與其他技術(shù)的集成至關(guān)重要。新項(xiàng)目以imec在200mm GaN領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，旨在為低壓和高壓應(yīng)用建立一個(gè)300mm基準(zhǔn)平臺(tái)。

初期工作將專(zhuān)注于開(kāi)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(kāi)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(shí)，隨著項(xiàng)目規(guī)模擴(kuò)展到300mm，對(duì)晶圓翹曲和機(jī)械強(qiáng)度的控制是首要考慮的問(wèn)題。imec預(yù)計(jì)到2025年底，其潔凈室將全面具備300mm GaN產(chǎn)能。

“300mm GaN開(kāi)發(fā)的成功還取決于能否建立強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)，并共同推動(dòng)從300mm GaN生長(zhǎng)和工藝集成到封裝解決方案的創(chuàng)新，”Stefaan Decoutere補(bǔ)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(kāi)放研發(fā)項(xiàng)目的首批合作伙伴，并希望很快迎來(lái)更多合作伙伴。”

通過(guò)整合領(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。