Best Paper Award

GaN Transistor
© Foto Fraunhofer IAF

GaN Transistor, der mittels Micro-Transfer-Printing auf einen CMOS-Wafer übertragen und anschließend verdrahtet wurde.

Best Paper Award für Wissenschaftler des Fraunhofer IAF: Micro-Transfer-Printing für die Integration hocheffizienter Halbleitermaterialien

Patrick Waltereit und Richard Reiner, Wissenschaftler des Fraunhofer IAF, wurden beim diesjährigen internationalen Symposium für Halbleiterleistungsbauelemente und integrierte Schaltungen ISPSD (International Symposium on Power Semiconductor Devices and Integrated Circuits) mit dem Best Paper Award ausgezeichnet. In ihrer wissenschaftlichen Arbeit zu »Integration of GaN HEMTs onto Si CMOS« erläutern die Forscher vom Fraunhofer IAF, von X-FAB und von X-Celeprint neuartige Prozesse für die Integration Silizium-basierter CMOS- und Galliumnitrid-Strukturen durch Micro-Transfer-Printing zur Herstellung hochleistungsfähiger Schaltkreise. Durch dieses Verfahren können die außergewöhnlichen Vorteile der beiden Technologien genutzt werden.

Abstract

Die Integration von GaN-basierten Hochspannungstransistoren in Si-basiertes CMOS kann die Kombination der überlegenen elektrischen Parameter von GaN-basierten HEMTs (High Electron Mobility Transistors) mit der großen logischen Funktionalität von Si-basiertem CMOS ermöglichen. Durch die heterogene Integration mittels Micro-Transfer-Printing können die Probleme der monolithischen Integration von GaN-Bauelementen in CMOS, wie Materialunverträglichkeiten oder Wärmebilanzen überwunden werden. GaN-basierte HEMTs auf Siliziumsubstraten wurden durch Micro-Transfer-Printing heterogen auf CMOS integriert. Die GaN-basierten HEMTs wurden in einem GaN-auf-Silizium-Verfahren prozessiert, durch die Entfernung des anliegenden Materials und des Substrates »druckfertig« gemacht und mit einem viskoelastischen Elastometer-Stempel auf einen Standard CMOS-Wafer transferiert. Die flexible Kombination der außergewöhnlichen Eigenschaften beider Materialien könnte die Realisierung kosteneffizienter und hochleistungsfähiger integrierter Schaltungen für hohe Spannungen ermöglichen. Die unveränderten Transistorparameter der gedruckten GaN-basierten HEMTs sowie des ursprünglichen CMOS‘ demonstrieren die technische Umsetzbarkeit dieses Ansatzes für die Integration von GaN-basierten Bauteilen in CMOS-Logik. In dieser Arbeit werden Ergebnisse erster Druck-Experimente mit HEMTs aus GaN auf Si präsentiert.

Information zum Artikel und zum ISPSD 2016:
http://www.ispsd2016.com/awards/best-paper/