UltimateGaN - Entwicklung einer mm-Wellen GaN auf Si-Technologie

Zuverlässigkeitsmessung eines Wafers mit mikroelektronischen Schaltungen am Fraunhofer IAF.
© Fraunhofer IAF
Zuverlässigkeitsmessung eines Wafers mit mikroelektronischen Schaltungen am Fraunhofer IAF.

Die Digitalisierung und die dafür benötigten Schlüsseltechnologien sind ein wesentlicher Bestandteil der Antworten auf viele der gewaltigen Herausforderungen, vor denen die Gesellschaft heute steht. Die wichtigsten Voraussetzungen für eine digitale Revolution sind kostengünstige elektronische Komponenten und Systeme, die Big-Data-Anwendungen, drahtlose Gigabit-Kommunikation (z.B. 5G-Mobilfunk) oder energieeffiziente Rechenzentren erst möglich machen, denn elektrische Energie ist für diese Anwendungen die wesentliche Ressource.

In diesem Zusammenhang streben die Partner in dem Projekt die Bereitstellung einer kostengünstigen GaN-Technologie an, realisiert in einer hochvolumen CMOS-Linie und auf industriekompatiblen 200-mm-GaN-auf-Silizium-Wafern. Das Fraunhofer IAF beteiligt sich mit deiner Expertise gezielt an der Entwicklung einer lateralen »GaN-auf-Si«-Technologie bis zu einer Frequenz von 4.5 und 28 GHz. Dies beinhaltet die Bauteil-Konzeptionierung mithilfe von Simulationen, innovative Epitaxie- und Technologie-Experimente, umfangreiche Zuverlässigkeitsuntersuchung sowie die Charakterisierung und Modellierung der Transistoren. Die extrahierten Modelle kommen beim Entwurf eines integrierten 28-GHz-Leistungsverstärkers für 5G-Anwendungen zum Einsatz.

PROJEKTTITEL

UltimateGaN − Research for GaN technologies, devices and applications to address the challenges of the future GaN roadmap

 

LAUFZEIT

2019 – 2022

FÖRDERMITTELGEBER

  • ECSEL JU (Electronic Component Systems for European Leadership Joint Undertaking)
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

KOORDINATOR

Infineon Technologies Austria AG

ZIELE

  • Reduzierung der Bauteilgröße für die nächste Generation von lateralen 600V pGaN Power Transistoren um > 50%.
  • Kostensenkung für RF-GaN-Bauelementen auf Si-Wafern um den Faktor 5-10 (Kostensenkung von 80 bis 90%) im Vergleich zu den Kosten für hochmoderne GaN-Technologien auf teuren SiC-Substraten.
  • Reduzierung des Platzbedarfs um > 30% der gehäusten GaN-Bauelemente, um kleinere Bauformen in Hochleistungsanwendungen zu ermöglichen.
  • Reduzierung der Verluste um bis zu 50% und Erhöhung der Leistungsdichte um 50% im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik der GaN-basierten Systeme auf Silizium-Substraten der ersten Generation.
  • Erhöhung der Leistungsdichte um 100% im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik von kommerziellen, Silizium-basierten Systemen.

 

Weiterführende Informationen

 

Elektronische Schaltungen

Am Fraunhofer IAF entwickeln wir Transistoren, monolithisch integrierte Schaltungen (ICs) und Module.

Pressemitteilung

Offizielle Pressemitteilung von Infineon Technologies Austria AG.