На конференции по встраиваемым силовым устройствам «Embedded Power Conference 2008» (17-18 сентября 2008, Сан-Хосе, Калифорния) компания International Rectifier обнародовала некоторые детали своей последней разработки силовых GaN приборов, которые могут составить серьезную конкуренцию нынешним кремниевым полупроводникам.
На конференции по встраиваемым силовым устройствам «Embedded Power Conference 2008» (17-18 сентября 2008, Сан-Хосе, Калифорния) компания International Rectifier обнародовала некоторые детали своей последней разработки силовых GaN приборов, которые могут составить серьезную конкуренцию нынешним кремниевым полупроводникам.
Выступая на конференции, Michael A. Briere, бывший CTO IR, а ныне независимый консультант компании, сообщил, что в результате проводимой в течение последних пяти лет научно-исследовательской (R&D) работы удалось найти способ использования в силовых приборах GaN материалов, которые ранее применялись только при изготовлении белых LED.
Силовые приборы на основе GaN имеют на порядок более высокую эффективность по сравнению с нынешними устройствами, и по прогнозам докладчика, смогут занять не менее 2% рынка, а в будущем значительно расширить свое присутствие. Новые материалы первоначально будут использоваться при изготовлении AC/DC и DC/DC преобразователей, а также аудио усилителей класса D.
Briere добавил, что во многие устройствах, включая сервера, до 40% всех установленных на платах компонентов – это силовые приборы, для изготовления которых используется до 10 млн 6-дюймовых пластин в год. Первые силовые устройства по эпитаксиальной GaN-on-silicon технологии будут изготавливаться на 150 мм пластинах.
Briere отметил, что стандартные кремниевые силовые приборы используются в промышленности уже более 30 лет, с момента вывода на рынок семейства Hexfet, и с тех пор не отмечено каких-либо значительных улучшений, в то время как стоимость устройств значительно возросла. Таким образом, стала очевидна необходимость создания новой, более прогрессивной, прорывной технологии.
Briere привел в качестве критерия для оценки характеристик новых приборов «отношение плотности временной эффективности к стоимости» (efficiency times density, divided by cost), по которому новые приборы должны либо «использовать преимущества процесса, либо смягчить свои недостатки», либо оба преимущества одновременно.
Технология GaN-on-silicon, добавил он, позволяет решить проблемы надежности, обычно связанные с дефектами GaN эпитаксии, появлением ловушек (trapping) в поверхностных слоях и на краях затвора. Предельная рабочая температура GaN приборов не отличается от кремниевых и лежит в пределах от 90 до 100°C, но их «силовые» возможности значительно шире.
Схожий процесс изготовления силовых полупроводников разрабатывают также компании Sharp, Oki, Matshushita, Fuji Electric, Toshiba, Toyota и STMicroelectronics, однако до сих пор ни одна из них не заявила о доступности стандартных коммерческих устройств.