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Diamant-basierte Halbleiter

Akhan liefert erste kommerzielle Produkte Anfang 2016 aus

26. November 2015, 09:12 Uhr   |  Ralf Higgelke

Akhan liefert erste kommerzielle Produkte Anfang 2016 aus
© Akhan Semiconductor

Ein Diamant-Wafer

Akhan Semiconductor hat bekanntgegeben, dass der erste kommerzielle Kunde in Q1/2016 Halbleiterprodukte auf Diamantbasis erhalten werde. Dies sei laut CEO Adam Khan der Höhepunkt eines Jahrzehnts der Forschung und Zusammenarbeit an der proprietären »Miraj Diamond«-Plattform.

Diamant ist auch ein Halbleitermaterial ein großer Bandlücke (Wide Bandgap). Seine Fähigkeit, Wärme zu leiten, übertrifft das von derzeit in der Elektronik verwendeten Materialien bei Weitem; es leitet Wärme fünfmal besser als Kupfer und sogar 22-mal besser als Silizium. Diamant kann hohe Spannungen mit einem Bruchteil des Materials isolieren, das bei heutigen Techniken erforderlich wäre. Um z.B. 10 kV zu isolieren, ist eine 50-mal kleinere Menge an Diamant erforderlich als Silizium.

Das soll letztlich dazu führen, dass Halbleiterchips bei höheren Temperaturen arbeiten können, dünner sind und weniger Strom benötigen als herkömmliche Siliziumchips – und das bei akzeptablen Kosten. Wie soll das gehen?

Im Zentrum der Bemühungen von Akhan Semiconductor, Halbleiter aus Diamant zu kommerzialisieren, steht die »Miraj Diamond«-Plattform. Mit dieser sollen sich komplexe Bausteinen wie schnelle Leistungstransistoren sowie HF- und Mikrowellenelektronik fertigen lassen. Die Plattform umfasst passiven und aktiven Halbleiterkomponenten sowie Systembausteine. Die technische Machbarkeit, die Prozessentwicklung und die Bauteilfertigung sind nun vor der Kommerzialisierung abgeschlossen. Dazu nutzte Akhan die Waferherstellung an verschiedenen Standorten in den USA. Nun hat das Unternehmen am neuen Hauptsitz in Gurnee, Illinois, auch eine eigene Fertigungsstätte in Betrieb genommen. Über die nächsten zwei Jahre sollen dort einhundert Arbeitsplätze neu geschaffen werden.

Angesichts dessen, dass Diamant als Luxusmaterials gilt, erscheint den meisten der Gedanke, darauf Elektronik zu integrieren, als ein teures Unterfangen. Akhan Semi hat nach eigenen Angaben diese Hürde durch Entwicklung eines besonderen Herstellungsverfahrens genommen. Dabei dazu wird normales Methangas in einen MPCVD-Reaktor (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) eingeleitet, in dessen Inneren das Methan mithilfe eines Plasmaballs auf einer erhitzten Plattform aufgespalten wird. Das Endprodukt ist ein Diamant-Wafer, der sich als Plattform zur Fertigung von Halbleiterbauelementen eignet. Dies ist das Ergebnis der Kombination zweier wissenschaftlichen Durchbrüche: der Fähigkeit, nanokristalline Diamantfolien (NCD, Nano-Crystalline Diamond) herzustellen, und ein neues Dotierverfahren, mit dem sich NCD als Halbleitermaterial verwenden lässt.

Adam Khan, Akhan Semiconductor, Miraj Diamond

© Bloomberg

Adam Khan, CEO von Akhan Semiconductor, erklärt, wie Diamant-Wafer hergestellt werden

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