Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (siège social : Tokyo ; Président : Yasuhiko Saitoh) a déterminé que le substrat QST® (Qromis Substrate Technology)*1 est un matériau essentiel pour la mise en œuvre sociale de dispositifs de puissance GaN (nitrure de gallium) à haute performance et haut rendement énergétique, et l’entreprise va encourager le développement et le lancement de ces produits sur le marché.
Le substrat QST® étant conçu pour avoir le même coefficient de dilatation thermique (CTE) que le GaN, il permet de supprimer le gauchissement et la fissuration de la couche épitaxiale de GaN et d’obtenir une croissance épitaxiale de GaN de grand diamètre et de haute qualité. Tirant parti de ces caractéristiques, il devrait être appliqué aux dispositifs de puissance et RF (5G et au-delà de la 5G), qui ont connu une croissance rapide ces dernières années, ainsi que dans des domaines tels que la croissance des MicroLED pour les écrans MicroLED.
Outre les ventes de substrats QST®, Shin-Etsu Chemical vendra également des substrats QST® à croissance GaN sur demande des clients. Nous disposons actuellement d’une gamme de substrats de 6″ et 8″ de diamètre et nous travaillons sur des substrats de 12″ de diamètre. Depuis 2021, pour chaque application respective des dispositifs de puissance, des dispositifs RF et des LED, l’évaluation des échantillons et le développement des dispositifs se poursuivent avec de nombreux clients au Japon et dans le monde. Une évaluation continue est en cours, en particulier pour les dispositifs de puissance, dans la large gamme de 650 V à 1800 V.
Shin-Etsu Chemical a jusqu’à présent apporté de nombreuses améliorations à ses substrats QST®. Un exemple est l’amélioration significative de la réduction des défauts provenant du processus de collage, qui a permis de fournir des substrats QST® de haute qualité. En outre, pour les films GaN plus épais que beaucoup de nos clients ont demandés, nous avons encouragé la fourniture de modèles de substrats avec des couches tampons optimisées, ce qui permet à nos clients de réaliser une croissance épitaxiale stable de plus de 10 μm d’épaisseur. Divers résultats positifs ont en outre été obtenus et signalés, notamment l’obtention d’une croissance de GaN en couche épaisse dépassant 20 μm à l’aide de substrats QST® et l’obtention d’une tension de claquage de 1800 V*2 dans les dispositifs de puissance.
Par ailleurs, Shin-Etsu Chemical et Oki Electric Industry Co., Ltd. ont conjointement réussi à développer une technologie permettant d’exfolier le GaN des substrats QST® et de le lier à des substrats composés de différents matériaux à l’aide de la technologie Crystal Film Bonding (CFB)*3. Jusqu’à présent, la plupart des dispositifs de puissance GaN étaient des dispositifs latéraux, mais la technologie CFB tire parti des caractéristiques des substrats QST® pour réaliser des dispositifs de puissance verticaux capables de contrôler des courants importants en exfoliant une épaisse couche de GaN de haute qualité à partir d’un substrat QST® isolant. Pour les clients qui fabriquent des dispositifs GaN, Shin-Etsu Chemical fournira des substrats QST® ou des substrats QST® enrichis en GaN et Oki Electric Industry fournira sa technologie CFB par le biais de partenariats ou de licences. Les deux entreprises espèrent ainsi contribuer à l’avancement des dispositifs de puissance verticaux.
Shin-Etsu Chemical continuera d’augmenter la production pour répondre à la demande des clients sur la base de ces résultats de développement et des demandes de renseignements des clients sur la situation commerciale.
Shin-Etsu Chemical contribuera ainsi à la création d’une société durable capable d’utiliser l’énergie de manière efficace en mettant plus en avant la mise en œuvre sociale des dispositifs GaN présentant des caractéristiques absolument essentielles pour la société future.
Shin-Etsu Chemical fera une présentation sur les progrès réalisés dans le développement de ce produit à SEMICON Taiwan, qui se tiendra à Taïwan du 6 au 8 septembre 2023.
*1 : Un substrat QST® est un substrat en matériau composite développé par Qromis, Inc. (siège social : Santa Clara, Californie ; PDG Cem Basceri) exclusivement pour la croissance du GaN et a été concédé sous licence à Shin-Etsu Chemical en 2019. QST® est une marque déposée détenue par Qromis, Inc. aux États-Unis (numéro d’enregistrement 5277631).
*2 : Veuillez vous référer au communiqué imec suivant (avril 2021).
https://www.imec-int.com/en/press/imec-and-aixtron-demonstrate-200-mm-gan-epitaxy-aix-g5-c-1200v-applications-breakdown-excess
*3 : La technologie CFB est une technologie permettant d’exfolier les couches épitaxiales de GaN des substrats et est une marque déposée d’Oki Electric Industry.
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