ניו-טק מגזין | מרץ 2022 | מהדורה דיגיטלית

ורכיביה. תהליך IMEC (סיליקון־על־מבודד) של SOI ־על־ GaN בטכנולוגיית 200V חתך רוחב של מעגל הספק :1 איור « , דיודות שוטקי, נגדים, קבלים ורכיבי תהליך מתקדמים E/D בטכנולוגיית HEMT הייצור כולל השתלת טרניזסטורים מסוג (ובהם בידוד תעלה עמוקה, מגע עם המצע, שכבת פיזור מחדש).

מסוג HEMT גבי פלטפורמת טרנזיסטורי שלנו בטכנולוגיית סיליקון־על־מבודד e ו־ Enhancement ). תעלה מסוג SOI ( מתייחסת למצב פתוח (מצב Depletion ) של הטרנזיסטור e ) או סגור (מצב d כשהמתח על המוצא הוא אפס, או במילים אחרות האם זורם דרכו זרם או לא. אנחנו צופים שהמעבר מלוגיקת נגד־טרנזיסטור FET ) ללוגיקת טרנזיסטורים מסוג RTL ( בחיבור ישיר תשפר את המהירות ותקטין את צריכת האנרגיה של המעגלים," מסביר סטפן דקוטר. שילובן של דיודות שטוקי שיפר עוד יותר את היעילות האנרגטית של מעגלי הספק . לעומת דיודות סיליקון, GaN על בסיס דיודות שטוקי עמידות יותר למתחים גבוהים באותו ערך התנגדות במצב פתוח, או שהתנגדותן נמוכה יותר במצב פתוח עבור אותו מתח פריצה. "האתגר המרכזי בייצור דיודות שטוקי הוא השגת מתח דיודות שטוקי עם זרמי זליגה נמוכים

אחד המכשולים הגדולים למימוש ) GaN הפוטנציאל המלא של גליום ניטריד ( במערכות כוח הוא העדר פתרון מתאים p מסוג GaN למחסור בהתקנים על בסיס שלהם ביצועים משביעי רצון. טכנולוגיית משתמשת בזוגות משלימים CMOS FET וסימטריים יותר של טרנזיסטורי שלהם ניידות אלקטרונים n ו־ p מסוג וחורים גבוהה. לעומתם, ניידות החורים ) נמוכה בערך פי GaN של גליום ניטריד ( מניידות האלקטרונים. רק כדי לסבר 60 2 את האוזן, בסיליקון היחס הוא פי , p בלבד. פירושו של דבר שהתקן מסוג שבו החורים הם המוליכים הראשיים, והרבה פחות יעיל 60 יהיה גדול יותר פי . פתרון מקובל n לעומת התקן מקביל מסוג בנגד. לוגיקת נגד־ P - MOS הוא החלפת ה־ ) יושמה במעגלי הספק על RTL טרנזיסטור ( , אבל חסרונותיה הם זמן מיתוג GaN בסיס ארוך וצריכת אנרגיה גבוהה. "שיפרנו את הביצועים של מעגלים באמצעות השתלת GaN משולבים על בסיס על d עם תעלה מסוג HEMT טרנזיסטורי

פתיחה נמוך תוך שמירה על זרם זליגה נמוך. לרוע המזל, מתח פתיחה נמוך יותר פירושו מחסום אנרגטי נמוך יותר למניעת זרמי זליגה. למעשה, דיודות שטוקי די ידועות לשמצה בזרמי הזליגה הגבוהים (דיודת GET - SBD שלהן. ארכיטקטורת שטוקי בחיבור אל קצה השער) הקניינית מאפשרת להגיע לערך מתח imec שפיתחה וולט לערך, ובמקביל 0.8 פתיחה נמוך של מקטינה את זרם הזליגה בכמה סדרי גודל לעומת דיודת שטוקי מסורתיות על בסיס ," מוסיף סטפן. GaN מיתוג מהיר ומתחים גבוהים ) הוא הבחירה הראשונה Gan גליום ניטריד ( ליישומי מתח גבוה משום שמתח הפריצה שלו (המתח שבו נוצר קצר וניצוץ העוברים דרך הרנזיסטור) גדול יותר פי עשרה מזה של סיליקון. ואולי באופן מפתיע, יש לו יתרונות על פני סיליקון גם ביישומי מתח נמוך בזכות מהירויות המיתוג העדיפות שלו. "המעגלים המשולבים על בסיס שפיתחנו סוללים את הדרך לפיתוח GaN

pGaN- ) טרנזיסטור 1 מ"מ ( 200 בגודל SOI ־על־ GaN חתך רוחב של רכיבי המתח הגבוה המושתלים על מצע :2 איור « ) דיודת שוטקי. לכל ההתקנים לוחיות שדה d, )3 עם תעלה מסוג MIS-HEMT ) טרנזיסטור e, )2 עם תעלה מסוג HEMT ממתכת על בסיס שכבות מתכת בקצה הקדמי ולוחיות מחוברות המופרדות ביניהן באמצעות שכבות של חומר דיאלקטרי

New-Tech Magazine l 40