EONews_593

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EONews n. 593 - gennaio 2016
la tecnologia p-GaN HEMT
ad arricchimento sono stati
ottenuti dispositivi campione
caratterizzati da specifiche di
tutto rilievo: Vth maggiore di
2V, Ron pari a e
assenza di isteresi.
In parallelo sono state ana-
lizzate nuove architetture per
i substrati e si è proceduto
all’ottimizzazione della qua-
lità dello strato epitassiale e
delle prestazioni elettriche.
Per quanto concerne le ar-
chitetture del substrato, es-
se prevedono strati intermedi
(buffer layer) ad alta tensione
per consentire il funzionamen-
to in modalità normalmente
spento (normally off) dei di-
spositivi ottenuti in e-mode.
Sulla parte superiore dello
strato di nucleazione AIN, in-
vece, sono state apportate le
seguenti ottimizzazioni: 1) un
buffer AlGaN di tipo step gra-
ded (a variazione brusca), 2)
un buffer con struttura a su-
per reticolo (super lattice), 3)
un buffer con interstrati AlN a
bassa temperatura. Le ultime
due ottimizzazioni hanno dato
risultati promettenti in termini
di riduzione di difetti e delle
perdite e di tensioni di bre-
akdown.
I lavori futuri sono orientati
verso l’accrescimento di que-
sti buffer su substrati in grado
di garantire una migliore corri-
spondenza della costante del
reticolo e del coefficiente di
espansione termica.
In definitiva, grazie all’abbina-
mento tra i migliori dispositivi
e le più avanzate architettu-
re per i substrati, si potranno
compiere progressi di notevo-
le entità nel campo dei dispo-
sitivi di potenza basati su GaN
delle prossime generazioni.
I dispositivi di potenza basa-
ti sul nitruro di gallio (GaN)
avranno un ruolo di fondamen-
tale importanza nelle
operazioni di conver-
sione di potenza in
numerosi dispositivi
elettronici di prossima
generazione quali ad
esempio carica batte-
rie, smartphone, com-
puter e server, oltre
che in numerosi altri
sistemi impiegati in
applicazioni automotive, siste-
mi di illuminazione e fotovoltai-
ci. Negli ultimi anni il silicio si è
proposto come una soluzione
particolarmente idonea per
l’utilizzo come substrato per
l’accrescimento del nitruro di
gallio, grazie alla disponibilità
di wafer con diametro di ampie
dimensioni e ai costi competi-
tivi.
Ciò ha portato alla realizza-
zione di dispositivi di potenza
GaN-on-Si (nitruro di gallio su
silicio) con caratteristiche di
tutto rilievo: tensioni di soglia
superiori a 1,5V, on-resistance
inferiore a e cari-
ca di gate inferiore a 0,01nC/
mm I ricercatori operanti in
ogni parte del mondo sono
attivamente impegnati nello
sviluppo dei dispositivi basati
su GaN della prossima ge-
nerazione caratterizzati da
migliori prestazioni e livelli di
affidabilità più elevati sfrut-
tando al massimo le poten-
zialità dell’attuale tecnologia
GaN-on-Si. La crescita epi-
tassiale del nitruro di gallio su
silicio presenta in ogni caso
notevoli difficoltà e può esse-
re considerata alla stregua di
un possibile ostacolo per ulte-
riori miglioramenti dell’attuale
generazione dei dispositivi di
potenza basati su GaN. La
mancata corrispondenza a li-
vello di reticolo e termica tra
silicio e nitruro di gal-
lio limita la scalabili-
tà di quest’ultimo su
wafer di dimensioni
maggiori e comporta
l’insorgere di proble-
matiche di natura sia
morfologica sia per
quel che riguarda la
concavità/convessi-
tà del wafer rispetto
alla superficie mediana (wafer
bow). Nei laboratori di IMEC
viene adottato un approccio
duplice per supportare l’evolu-
zione dei dispositivi di potenza
basati sul GaN. Da un lato si è
portato a un livello più elevato
di maturità tecnologica i dispo-
sitivi di potenza ottenuti per ar-
ricchimento (e-mode) a partire
da una piattaforma GaN-on-Si
da 200mm/200V e dall’altro si
sono costantemente ridefiniti i
limiti di questa tecnologia at-
traverso innovazioni a livello di
tecnologia del substrato.
Nello stadio finale si proce-
derà all’abbinamento tra il di-
spositivo ottimale e la migliore
tecnologia del substrato otte-
nuta.
Per quanto concerne i di-
spositivi, nel 2015 IMEC
si è dedicata allo studio dei
dispositivi di potenza di tipo
MISHEMT e p-GaN HEMT ot-
tenuti per arricchimento. No-
nostante le ottimizzazioni ap-
portate, i dispositivi MISHEMT
evidenziano ancora alcune
limitazioni. D’altro canto, con
Le innovazioni nel campo della tecnologia dei substrati
e delle architetture dei dispositivi consentiranno la realizzazione
dei dispositivi di potenza GaN della prossima generazione
L’evoluzione dei dispositivi
di potenza GaN
STEFAAN
DECOUTERE
Avnet
ha annunciato la parteci-
pazione a Embedded World (Hall
5, Stand 5-101) con le sue nuove
soluzioni di componenti elettro-
meccanici, passivi e di potenza.
Durante la manifestazione unirà
le proprie forze con i suo part-
ner chiavi, quali TE Connectivity
e TDK, presentando una serie di
soluzioni di connettività wireless
basate su moduli per una vasta
gamma di applicazioni in ambito
IoT. In particolare, saranno espo-
sti moduli transceiver a basso
consumo Bluetooth Smart, Wi-Fi
e ISM. A integrazione dei modu-
li è prevista una vasta gamma di
soluzioni di antenna avanzate, ba-
sate su tecnologie ceramic-chip,
metallo stampato, PCB/Flex-PCB
e LDS.
AVNET offre una vasta gamma
di batterie disponibili in formati
standard e personalizzati in tec-
nologia agli ioni di litio e ai po-
limeri di litio. Ulteriori dispositivi
specializzati a norme IEC/EN/
UL60601 per applicazioni medica-
li nonché le bobine e i moduli per
i progetti di ricarica wireless.
Alla fiera verranno presentate so-
luzioni dedicate al rilevamento,
in particolare sensori di umidità,
gas, pressione, temperatura. Ap-
plicazioni tipiche includono edifici
intelligenti, monitoraggio sanita-
rio e medico, retail e automazione
di fabbrica.
Cadence
ha annunciato la par-
tecipazione a Embedded World
(Stand # 4 / 4-116) con le nuove
soluzioni in ambito ADAS per la
progettazione di nuovi chip in-
novativi. Con i DSP ottimizzabili
Cadence Tensilica e l’ecosistema
dei partner software associato, è
possibile implementare, nel modo
più efficiente possibile, nuovi al-
goritmi per la comunicazione,
audio, imaging e vision, rispar-
Tecnologie
Stefaan Decoutere
P rogram Director
G aN Technology
(Imec)