Leistungselektronische Bauelemente mit Wide-Bandgap-Halbleitern
Wir haben einen GaN-Bauelementprozess für leistungselektronische Transistoren und Halbbrücken entwickelt und betreiben eine Prozesstechnologie für selbstsperrende laterale 650 V GaN-Schalttransistoren.
Durch ein p-GaN-Gatemodul werden die intrinsisch selbstleitenden GaN-Transistoren in selbstsperrende Bauelemente umgewandelt. Dabei setzen wir p-GaN-Gates mit ohmschen Gatekontakten oder mit Schottky-Typ-Gatekontakten ein. Die Transistoren prozessieren wir auf 4-Zoll GaN-auf-Si- oder GaN-auf-SiC-Wafern mittels i-line Stepperlithografie. Die größten Transistoren der 650 V Klasse haben um die 60 mOhm Einschaltwiderstand und schalten Ströme von typischerweise 10 - 20 A.
Zwei Hochstrom-Metallebenen aus 5 µm dickem galvanisch abgeschiedenem Gold ermöglichen zusätzlich zu diskreten Schalttransistoren einen monolithischen Aufbau von besonders kompakten Halbbrückenstrukturen. Als hochspannungsfestes Dielektrikum setzen wir Benzocyclobutene (BCB) ein, mit dem wir auch die GaN-Chips final verkapseln. Vias in den SiN- und BCB-Schichten verbinden die einzelnen Metallebenen elektrisch miteinander.
Diese Technologieplattform bildet auch die Basis zur Entwicklung der AlN-basierten Transistortechnologie für Spannungen bis 1200 V.
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