目前用于电信或雷达应用的GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)技术是在小型GaN/SiC衬底上进行的,需要在专用的洁净室中进行处理。用于生长GaN层的高性能SiC衬底非常昂贵,而且只提供相对较小的尺寸。
据R&D World网2023年12月23日消息,CEA Tech下属研究所Leti已开发出一种与CMOS洁净室兼容的200mm硅基氮化镓(GaN-on-Si)工艺技术。该技术既能保持半导体材料的高性能,又使得成本低于现有的碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)技术。其有效解决了用于生长GaN层的衬底价格高昂、功率密度微小的问题,并实现了从现有的高性能洁净室设施中获益。
在该研发工作中,开发出的器件专为射频放大器和开关而设计,可用于30GHz左右的应用。与CMOS兼容的200mm硅基SiN/AlN/GaN MIS-HEMT技术在保持高功率密度、高效率、重量轻和结构紧凑的同时,还能够降低设备成本,表现出极大的应用优势。可见,该工艺技术在5G/6G基础设施、卫星通信、无人机探测雷达或地球观测等应用中具有较大的潜力。
虽然这项工艺技术的可靠性测试才刚刚开始,但 CEA-Leti 将在该领域持续开展研发工作,包括提高其MIS-HEMT晶体管的原始输出功率和效率,集成其改进的工艺模块以提高器件性能并将工作频率提高到100 GHz以上,以及在300mm硅晶片上实现GaN/Si芯片的3D集成。