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© snehitdesign dreamstime.com Komponenten | 17 Mai 2013

LAST Power präsentiert Ergebnisse

LAST POWER, das von der EuropĂ€ischen Union gesponserte Programm mit dem Ziel, eine kosteneffektive und zuverlĂ€ssige Technologie fĂŒr Leistung-Elektronik zu entwickeln, gab heute seine im Lauf von drei Jahren erzielten Ergebnisse bekannt.
Diese verhelfen Europa zu einem Platz an vorderster Front in der Erforschung und Kommerzialisierung energieeffizienter Bauelemente fĂŒr Anwendungen im Industrie- und Automotive-Bereich, der Consumer-Elektronik, Systemen zur Umwandlung erneuerbarer Energien sowie Telekommunikations-Anwendungen. LAST POWER wurde im April 2010 vom European Nanoelectronics Initiative Advisory Council (ENIAC) Joint Undertaking (JU), einer öffentlich-privaten Partnerschaft im Bereich der Nanoelektronik, ins Leben gerufen. Das Programm verknĂŒpft private Unternehmen, UniversitĂ€ten und öffentliche Forschungszentren, die sich auf dem Gebiet der Halbleiter mit breiter BandlĂŒcke (SiC und GaN) betĂ€tigen. Mitglieder des Konsortiums sind STMicroelectronics (Italien) als Projektkoordinator, LPE/ETC (Italien), das Institut fĂŒr Mikroelektronik und Mikrosysteme des Nationalen Forschungsrats – IMM-CNR (Italien), die Foundation for Research & Technology-Hellas (FORTH) aus Griechenland, NOVASiC (Frankreich), das Consorzio Catania Ricerche - CCR (Italien), das Institute of High Pressure Physics - Unipress (Polen), die UniversitĂ  della Calabria (Italien), SiCrystal (Deutschland), SEPS Technologies (Schweden), SenSiC (Schweden), Acreo (Schweden) und die Aristotle University of Thessaloniki - AUTH (Griechenland). Die wichtigsten Ergebnisse bei den SiC-bezogenen Arbeiten basieren auf der von SiCrystal vorgenommenen Demonstration großflĂ€chiger 4H-SiC-Substrate mit einem Durchmesser von 150 mm und einem Cut-Off-Winkel von 2° zur Achse. Die MaterialqualitĂ€t hinsichtlich der Kristallstruktur und der OberflĂ€chenrauheit ist mit der des standardmĂ€ĂŸigen 100-mm-Materials mit 4° Cut-Off-Winkel vergleichbar, das am Beginn des Projekts zur VerfĂŒgung stand. Bei LPE/ETC wurden diese Substrate zum epitaktischen ZĂŒchten mĂ€ĂŸig stark dotierter Epi-Schichten verwendet, die sich zur Herstellung von JBS-Dioden (Junction Barrier Schottky) und MOSFETs fĂŒr 600 V bis 1.200 V eignen. Möglich war dies dank der Entwicklung eines neuartigen CVD-Reaktors (Chemical Vapor Deposition – dt. chemische Gasphasenabscheidung) zum ZĂŒchten auf großflĂ€chigen 4H-SiC-Wafern mit 150 mm Durchmesser. Die QualitĂ€t der Epitaxieschicht machte die Herstellung von JBS-Dioden in der industriellen Produktionslinie bei STMicroelectronics möglich. Dabei ergab die Charakterisierung der ersten Fertigungslose eine elektrische LeistungsfĂ€higkeit, die auf dem Niveau des 4°-Materials nach dem aktuellen Stand der Technik lag. In diesem Kontext war der grundlegende technologische Arbeitsschritt der chemisch-mechanische Polierprozess (CMP) – der von NOVASiC implementierte Aufarbeitungs- und Planarisierungsprozess StepSIC. Dieser ist von grundlegender Bedeutung sowohl fĂŒr die Vorbereitung der Substrate vor dem ZĂŒchten der Epitaxieschicht also auch fĂŒr die im Subnanometer-Bereich erfolgende Kontrolle der OberflĂ€chen-Rauheit der aktiven Schichten der Bauelemente. Im Rahmen des Projekts entwickelte das Unternehmen außerdem die FĂ€higkeit zum ZĂŒchten von Epitaxieschichten fĂŒr MOSFETs und JFETs. ZusĂ€tzliche Forschungsarbeiten im Bereich der SiO2/SiC-Grenzschichten erfolgten in Kooperation mit ST und IMM-CNR. Ziel war es hierbei, die KanalmobilitĂ€t in 4H-SiC MOSFETs zu verbessern. Schließlich wurden in Zusammenarbeit mit Acreo und FORTH neue technologische Module fĂŒr 4H-SiC JFETs und MOSFETs entwickelt. Dies geschah mit UnterstĂŒtzung durch das CCR fĂŒr die Untersuchung von Formmassen und ‚bleifreien‘ Die-Attach-Werkstoffen fĂŒr zuverlĂ€ssige GehĂ€uselösungen. DarĂŒber hinaus erforschte das LAST POWER Projekt auch die Verwendung von GaN-basierten Bauelementen in Leistungselektronik-Anwendungen. Hier gelang insbesondere ST die erfolgreiche Entwicklung von AlGaN/GaN HEMTs Epitaxiestrukturen, die auf 150 mm Si-Substraten gezĂŒchtet wurden. Dabei wurde ein Ziel von 3 ”m Dicke und eine Durchbruchspannung von 200 V erreicht. LAST POWER arbeitete außerdem mit IMM-CNR, Unipress und ST an der Entwicklung der Technologieschritte fĂŒr selbstsperrende AlGaN/GaN HEMTs mit einer ‚goldfreien‘ Technik. Die Prozessmodule sind uneingeschrĂ€nkt kompatibel zum Ablauf der Bauelementefertigung auf der ST-Produktionslinie und werden fĂŒr die HEMT-Fertigung entsprechend integriert. Die ertragreiche Zusammenarbeit zwischen den Projektpartnern, die sich dem ZĂŒchten von Schichten und der Bauelemente-Technologie widmeten, ermöglichte entscheidende Fortschritte in Richtung der monolithischen Integration von Bauelementen auf GaN- und SiC-Basis, da die Tauglichkeit beider Technologien auf 4H-SiC-Substraten mit 2° Cut-Off-Winkel erfolgreich nachgewiesen werden konnte.
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2019.02.22 14:26 V12.2.6-1