IMEC erzielt einen Weltrekord bei der GaN-Durchbruchspannung von über 650 V auf dem 300-mm-QST-Substrat von Shin-Etsu Chemical

Das QST^TM-Substrat^*1 , ein 300-mm-GaN-Wachstumssubstrat, das von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (Hauptsitz: Tokio; Präsident: Yasuhiko Saitoh; im Folgenden „Shin-Etsu Chemical“) entwickelt wurde, wurde für das 300-mm-GaN-Leistungsbauelement-Entwicklungsprogramm bei IMEC^*2 übernommen, wo derzeit Musterbewertungen durchgeführt werden. Bei der Bewertung erreichte das 5 µm dicke HEMT^*3-Bauelement mit einem QST^TM-Substrat eine für 300-mm-Substrate rekordverdächtige Spannungsfestigkeit von über 650 V.

Shin-Etsu Chemical, lizenziert von QROMIS, Inc. (Hauptsitz: Kalifornien, USA, CEO: Cem Basceri, im Folgenden „QROMIS“), stellt 150-mm- und 200-mm-QST-Substrate sowie GaN-on-QST-Epitaxiesubstrate mit verschiedenen Durchmessern her. Im September 2024 haben wir in einer gemeinsamen Initiative mit QROMIS mit der Bereitstellung von 300-mm-QST-Mustern begonnen.
Darüber hinaus haben Shin-Etsu Chemical und QROMIS eine enge Partnerschaft geschlossen, um 300-mm-QST-Substrate für die hochmoderne 300-mm-CMOS-Fabrik von IMEC mit Sitz in Leuven, Belgien, bereitzustellen. IMEC ist ein 300-mm-GaN-Leistungsbauelement-Entwicklungsprogramm^*4 das im Oktober 2025 offiziell gestartet wurde und dessen Ziel die Entwicklung eines GaN-Leistungsbauelements unter Verwendung von 300-mm-QST^TM ist. IMEC entwickelte ein Produkt mit einer Nennspannung von 650 V, gefolgt von einem Modell mit einer Spannungsfestigkeit von 1200 V+, das für Anwendungen in KI-Rechenzentren, in der Industrie und in Automobilen vorgesehen ist.
Die ersten Bewertungsergebnisse zeigten, dass IMEC erfolgreich eine 5 µm dicke Hochspannungs-GaN-HEMT-Struktur auf dem 300-mm-QST-Substrat von Shin-Etsu Chemical in Übereinstimmung mit den SEMI-Standards unter Verwendung der Hyperion MOCVD-Anlage von Aixtron^*5 hergestellt hat. Damit wurde eine weltweite Rekord-Durchbruchspannung von über 800 V erreicht, die deutlich über den 650 V auf SEMI-konformen Substraten liegt und eine hervorragende Gleichmäßigkeit in der Ebene aufweist. Diese Ergebnisse zeigen, dass das QST-Substrat, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient auf GaN abgestimmt ist, auch bei großen Durchmessern eine hervorragende GaN-Kristallwachstumsleistung stabil liefern kann.