Aixtron en Imec leggen AlGaN en GaN op 200 mm wafer

Het Aakense Aixtron en onderzoeksconsortium Imec hebben een heterostructuur van aluminiumgalliumnitride (AlGaN) en galliumnitride (GaN) scheurvrij op 200-millimeterwafers weten te leggen. Ze kregen dat voor elkaar met Aixtrons metal-organic chemical-vapor deposition-machine. Volgens de partners maakt deze ’mijlpaal‘ de weg vrij voor de goedkope productie van hoog-vermogenselektronica.

Het is erg duur om wafers te maken van halfgeleiders als GaN. Daarom wordt het meestal opgebracht op een plak van siliciumcarbide of saffier. Maar ook die stoffen zijn duur. Het groeien op het veel goedkopere silicium zou ideaal zijn, maar de mismatch tussen de kristalstructuren van silicium en veel samengestelde halfgeleiders maakt dat lastig.

Aixtron en Imec kregen dat toch voor elkaar. Zij dampten eerst een laagje aluminiumnitride en AlGaN op de silicium wafer. Daarop kwam de circa 1 micrometer dikke laag GaN en vervolgens weer een laag AlGaN. Een filmpje GaN dekt het geheel af. Deze multilaags heterostructuur is standaard en was al succesvol op 100- en 150-millimeterplakken aangebracht. Tot op heden waren er nog geen 200-millimeterwafers van silicium beschikbaar met de juiste kristaloriëntatie. Het is daarom voor het eerst dat het ook op 200-millimeterwafers lukt.