Galliumnitrid auf keramischem Substrat

Vanguard startet Massenfertigung von GaN-on-QST

2. Dezember 2022, 10:04 Uhr | Ralf Higgelke
imec, Qromis
Auch das imec nutzt die keramischen QST-Substrate von Qromis.
© imec

Üblicherweise nutzt man Silizium-Wafer als Substrat für GaN-Transistoren. Doch nun hat die Spezial-Foundry Vanguard einen Prozess für 650-V-HEMTs in die Serienfertigung überführt, der die keramischen Substrate von Qromis (QST) nutzt. Dies hat einige Vorteile.

Im Jahr 2018 wählte Vanguard International Semiconductor (VIS) die Substrattechnologie von Qromis (QST) für die Prozessentwicklung von GaN-on-QST (0,35 µm/650 V) auf 200-mm-Substraten (8 Zoll). Diese Prozessentwicklung schloss die Spezial-Foundry im ersten Quartal 2022 ab und hat nun die Serienfertigung gestartet, nachdem der Kunde das erste Fertigungslos auf Herz und Nieren geprüft hatte.

Anders als bei Siliziumsubstraten ist der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von keramischen QST-Substraten an den der Epitaxial-Schichten von Galliumnitrid angepasst. Dadurch ist die Verformung der Wafer während der Fertigung weniger problematisch, was für die Massenfertigung von Vorteil ist. Die Prozesstechnologie von Vanguard ist mit den vorhandenen Fertigungsanlagen für 200-mm-Silizium-Wafer des Unternehmens kompatibel, wodurch sich Durchsatz und Ausbeute optimieren lassen.

Basierend auf den Ergebnissen der Systemverifizierung beim Kunden haben können die von Vanguard gelieferten GaN-Bauteilen in Schnellladegeräten mit einer Leistung von mehr als 65 W eine weltweit führende Performance erreicht. Aufgrund der hervorragenden thermischen Eigenschaften der QST-Substrate erreichen die von VIS hergestellten GaN-Wafer außerdem eine höhere thermische Gesamtleistung für Schnellladelösungen.

Parallel hat die taiwanesische Foundry nach eigener Aussage mehrere Kooperationen mit in- und ausländischen Chipherstellern (IDMs) und IC-Designhäusern gestartet. Außer der höheren Zuverlässigkeit der GaN-Technologieplattform arbeitet man mit mehreren Kunden daran, skalierbare Bauteiltechnologien für Anwendungen mit höheren Spannungen (über 1 kV) zu entwickeln.

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