Portfolio in der GaN-Hochfrequenzelektronik

Epitaxie

Anwendungsspezifische Epitaxie mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) für GaN-HEMT-Technologien auf Wafern mit 4‘‘, 6‘‘ oder 8‘‘

Substrate

  • Siliziumcarbid (SiC)
  • Aluminiumnitrid (AlN)
  • Galliumnitrid (GaN)

Epitaxie

  • Galliumnitrid (GaN)
  • Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN)
Blick in die MOCVD-Halle des Fraunhofer IAF
© Fraunhofer IAF
Das Fraunhofer IAF verfügt über mehrere moderne MOCVD-Anlagen zum epitaktischen Wachstum von GaN-Wafern

Technologien

Entwicklung und Fertigung von GaN-Prozesslinien auf Wafern bis 4‘‘

Prozessmodule

  • Ohm-Kontakte
  • Gate-Module
  • Prozessketten nach Vorgabe
  • Gate-Definition mittels Elektronenstrahllithographie
  • Wafer-Rückseitenprozessierung

Prozesslinien

  • GaN07
    70 nm, bis 170 Ghz, MMIC (in Entwicklung)
  • GaN10
    100 nm, > 100 GHz, MMIC, Leistungsdichte 2 W/mm, NF = 2 dB bei 80 GHz
  • GaN15
    150 nm, bis 75 GHz, MMIC, Leistungsdichte 4.5 W/mm, NFmin = 1.5 dB bei 40 GHz
  • GaN50X
    500 nm, 1–10 GHz, Leistungstransistor, 100 VDS, Leistungsdichte bis 15 W/mm, PAE > 50 %
Ausschnitt von Wafer mit goldenen Mikrostrukturen
© Fraunhofer IAF
Vorderseitenprozessierter GaN-auf-SiC-Wafer mit GaN10-Prozess

Bauelemente und Schaltungen

Entwicklung und Fertigung von Bauelementen und integrierten Schaltungen entsprechend den individuellen Anforderungen von Projekten und Kunden

  • Simulationsbasiertes Design und Realisierung von HEMT-MMICs vom L-Band bis zum D-Band
    • Eigene Herstellung von Maskensätzen
    • Integrierte passive Bauelemente 
  • Entwicklung und Fertigung von Demonstratoren, Pilotlinien und Kleinserien
  • Bereitstellung von Multi-Project-Wafer-Runs
Goldene Mikrochips auf einer grünen Platine
© Fraunhofer IAF
Transmitter für 6G-Kommunikation im D-Band

Aufbau und Module

Design und Aufbau von Modulen, auch mithilfe von Leistungskombination und innovativer Konzepte wie Kointegration und Heterointegration für kompaktere und zugleich leistungsfähigere und effizientere multifunktionale HF-Komponenten

Modulaufbau

  • Leistungsverstärker (PA) und Hochleistungsverstärker (HPA)
  • Rauscharme Verstärker (LNA)
  • Frontend-Module
  • PCB-Module
  • Hohlleitermodule
  • Hybrid-Module
  • Split-Block-Module
Goldenes Elektronik-Modul auf spiegelnder Oberfläche
© Fraunhofer IAF
GaN-Leistungsverstärker-Module für das W-Band

Charakterisierung

Chemische, strukturelle und optische Charakterisierung von epitaxierten und prozessierten Wafern sowie von Bauelementen, Schaltungen und Modulen

  • Leistungsmessung mit aktivem Loadpull bis 170 GHz
  • Zuverlässigkeitsmessungen: On-Wafer und gehäust
  • S-Parameter bis 1 THz
  • S-Parameter und Leistungsmessung in geschützter Vorrichtung (für 100-V-Bauelemente)
  • Pulsed-IV zur Trapping-Charakterisierung
Blick in ein Gerät zur Messung von prozessierten Wafern: Schwenkarme gleiten über Waferstrukturen.
© Fraunhofer IAF
THz-Messstation für die On-Wafer-Charakterisierung von Halbleiterbauelementen

Service-Angebot in der GaN-Hochfrequenzelektronik

Forschungs- und Entwicklungsleistungen entlang der Halbleiter-Wertschöpfungskette

Epitaxie

Beauftragen Sie bei uns Epitaxieschichten nach Ihren Spezifikationen für elektronische und optoelektronische Bauelemente.

Wafer Runs

Wir bieten Multi-Project Wafer Runs (MPW) und ganze Maskenprozessierungen für elektronische wie optoelektronische Bauelemente mit Front- wie Rückseitenprozessierung.

Materialanalytik von Halbleitern

Wir bieten analytische Verfahren zur chemischen und strukturellen Charakterisierung von Volumenhalbleitern, Heterostrukturen sowie Dünnschichtsystemen.

 

Bauelemente, Schaltungen, Module

Wir entwickeln für Sie innovative Bauelemente, integrierte Schaltungen und Module mit weltweiten Spitzenwerten in den Bereichen Leistung und Effizienz.

Messtechnik

Das Fraunhofer IAF verfügt über eine Vielzahl von Messsystemen zur Charakterisierung von integrierten Schaltungen und Modulen.

 

Halbleiter-Wertschöpfungskette

Wir bieten kundenspezifische FuE-Leistungen entlang der Halbleiter-Wertschöpfungskette.

 

Fragen, Beratung, Zusammenarbeit

Erhalten Sie spezifische Informationen zu Ihrem Themenfeld und lassen Sie sich persönlich beraten. Kooperieren Sie mit uns in einem Projekt oder beauftragen Sie uns.