Imec lance un programme GaN 300 mm pour composants de puissance
Imec a lancé un nouveau programme d’innovation ouverte axé sur la technologie GaN 300 mm pour l’électronique de puissance à basse et haute tension. Cette initiative vise à améliorer les performances des composants GaN tout en réduisant les coûts de fabrication, ce qui constitue une avancée majeure pour l’industrie des semi-conducteurs de puissance.
Pour les lecteurs d’ECInews – en particulier ceux des écosystèmes de l’électronique de puissance, des semi-conducteurs et des fonderies – ce développement met en évidence un changement clé vers le traitement des wafers GaN de 300 mm ( actuellement les composants GaN sont fabriqués sur des wafers de 200 mm et 150mm ) qui pourrait accélérer l’adoption du GaN dans l’automobile, les centres de données et les applications d’énergie renouvelable.
Extension du GaN à 300 mm pour des raisons de performance et de rentabilité
Le programme GaN 300 mm, qui fait partie du programme d’affiliation industrielle (IIAP) de l’imec sur l’électronique de puissance GaN, réunit des acteurs majeurs comme AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys et Veeco en tant que premiers partenaires. La collaboration se concentrera sur le développement de la croissance épitaxiale du GaN et des flux de processus des transistors à haute mobilité électronique (HEMT) compatibles avec les plaquettes de 300 mm.
Plaquette de 300 mm de GaN-sur-Si d’AIXTRON inspectée sur l’outil 8 Series / CIRCLTM de KLA Corporation, après gravure de p-GaN par imec (Source : Imec).
« Les avantages du passage aux plaquettes de 300 mm vont au-delà de l’augmentation de la production et de la réduction des coûts de fabrication », a déclaré Stefaan Decoutere, membre et directeur du programme d’électronique de puissance GaN de l’imec. « Notre technologie GaN compatible CMOS a désormais accès à un équipement de pointe de 300 mm qui nous permettra de développer des composants de puissance plus avancés à base de GaN. Par exemple, les HEMT à grille p-GaN à faible tension à échelle agressive sont utilisés dans les convertisseurs de point de charge, ce qui permet une distribution d’énergie efficace pour les CPU et les GPU. »
Le passage des plaques de 200 mm à celles de 300 mm permet d’augmenter la production, d’améliorer l’uniformité et la compatibilité avec l’infrastructure CMOS existante, ce qui est essentiel pour réduire les coûts et permettre l’intégration avec d’autres technologies. La nouvelle piste s’appuie sur l’expertise de l’imec en matière de GaN à 200 mm et vise à établir une plate-forme de référence à 300 mm pour les applications à basse et à haute tension.
Construire l’écosystème du GaN à 300 mm
Les premiers travaux se concentreront sur le développement de la technologie HEMT p-GaN latérale sur des substrats Si(111) de 300 mm pour les composants de puissance à faible tension (100 V et plus), en abordant les étapes du processus telles que la gravure du p-GaN et la formation de contacts ohmiques. La phase suivante vise les développements GaN-on-QST® à haute tension (650 V et au-delà) en utilisant des substrats techniques compatibles CMOS avec un noyau AlN polycristallin.
Par ailleurs, le contrôle de l’arc et de la résistance mécanique des plaquettes est une préoccupation majeure à mesure que le programme s’étend à 300 mm. Imec prévoit de disposer de capacités GaN de 300 mm dans sa salle blanche d’ici à la fin de 2025.
Jeu de masques de développement pour les HEMT GaN sur des substrats de 300 mm (Source : Imec).
« Le succès du développement du GaN à 300 mm dépend également de la capacité à établir un écosystème solide et à stimuler conjointement l’innovation, depuis la croissance du GaN à 300 mm et l’intégration des processus jusqu’aux solutions de packaging », a ajouté M. Decoutere. « Nous sommes donc heureux d’annoncer qu’AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys et Veeco sont les premiers partenaires de notre programme ouvert de R&D sur le GaN à 300 mm et nous espérons accueillir d’autres partenaires prochainement. »
En réunissant les principales sociétés d’équipement et de conception, l’imec vise à accélérer la transition des composants de puissance GaN vers une fabrication à grande échelle et rentable, ouvrant ainsi la voie à une électronique plus efficace, plus compacte et plus durable dans tous les secteurs d’activité.
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