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MINISTERIODE DEFENSA
DIRECCIÓN GENERAL DEARMAMENTO Y MATERIAL
SUBDIRECCIÓN GENERAL DETECNOLOGÍA Y CENTROS
EL PROYECTO KORRIGAN
Subdirección General de Tecnología y Centros
CDTI, 27 de abril de 2010
DGAM0
Germán Vergara Ogando DGAM
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DIRECCIÓN GENERAL DEARMAMENTO Y MATERIAL
SUBDIRECCIÓN GENERAL DETECNOLOGÍA Y CENTROS
Tecnología GaN en Europa antes 2005
• Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
• No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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GaN
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SUBDIRECCIÓN GENERAL DETECNOLOGÍA Y CENTROSEl Proyecto KORRIGAN
KORRIGANKORRIGANKey Organisation foR Research in Integrated Circuits in GaN technology
El principal objetivo de KORRIGAN era desarrollar unacadena de suministro europea de transistores HEMT y MMIC
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p ybasados en la tecnología del GaN
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Dimensión del proyecto
KORRIGAN es la iniciativa más importante lanzada nunca en EuropaKORRIGAN es la iniciativa más importante lanzada nunca en Europa en el ámbito de la microelectrónica
• Ministerios de Defensa de 7 países (ES, FR, DE, IT, NE, SE, UK)
• 27 empresas e instituciones (consorcio) + otros organismos
• 45 M€ / 54 meses
• 10 Sesiones Plenarias / + 60 reuniones /+ 200 teleconferencias
• + 120 científicos /+ 30 tesis doctorales / + 60 artículos internacionales
•
internacionales
• 86 documentos / + 5.000 páginas
• Material : 314 GaN/SiC / 45 GaN/zafiro / 10 GaN/Si
5 i h / 4 f d i / “T k F ” Fi bilid d
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• 5 epi-houses / 4 foundries / “Task Force” Fiabilidad
• 2 run /29 circuitos / 6 módulos completos
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Tecnología GaN en Europa antes 2005
Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
• No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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GaN
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Organización y Coordinación
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• Gestión del proyecto Thales FR
• 6 Subproyectos• 6 Subproyectos • SP1 System Aspects• SP2 Materials
SP3 P i• SP3 Processing• SP4 Reliability• SP5 Thermal Management• SP6 Demonstrators
• Grupo de gestión del proyecto: 7 representantes nacionales. p g p y pUno por Ministerio de Defensa.
• Gracias a KORRIGAN se ha creado una gran red europeaGracias a KORRIGAN se ha creado una gran red europea de laboratorios y científicos que comparten mismas reglas de diseño, mismo material y una gran cantidad de información.
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• KORRIGAN tiene continuación
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Continuación de KORRIGAN
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Tecnología GaN en Europa antes 2005
• Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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GaN
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Cadena de suminsitro soberana
En KORRIGAN se han tratado todos y cada uno de los eslabones de la cadena de suministro de dispositivos:de la cadena de suministro de dispositivos:
• Substratos SiC: 2” y 3”• Substratos SiC: 2 y 3• Epitaxias• Procesado
Guias de diseño y librería de modelos• Guias de diseño y librería de modelos
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Substratos de SiC
• Norstel AB ha realizado un esfuerzo muy importante en la mejora de sus procesos
•Ha suministrado regularmente substratos a todo el consorcio durante el proyectop y
• Substratos de 3”
• En la actualidad ya trabaja en el suministro de SiC de 4”
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Epitaxias de GaN
.• 5 Epihouses: QinetiQ, Picogiga, III-V Lab, U. Lecce y U. Linkoping
• Más de 250 obleas procesadas con una estructura común
• Al final del proyecto se consiguieron eficiencias de producción mayores del 90 % en las principales epihouses
• Capacidad para procesar obleas de 3” en todos los laboratoriosCapac dad pa a p ocesa ob eas de 3 e odos os abo a o os
• QinetiQ y Picogiga pueden procesar obleas de hasta 6”
• Métodos estándar de caracterización establecidos
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Procesado
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• 4 Foundries: QinetiQ, SELEX SI, Tiger y U. Chalmers• Se ha definido una PCM común• 2 Runs2 Runs• Numerosos logros en tecnologías genéricas• CPW Technology ( QinetiQ, SELEX y Tiger)• MS Technology ( Chalmers SELEX y Tiger)• MS Technology ( Chalmers, SELEX y Tiger)
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Modelado y Diseño
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Tecnología GaN en Europa antes 2005
• Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
• No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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Comparación entre tecnologías
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• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
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• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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Gestión de altas potencias
I t ió d d l té i
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• Intercoparación de modelos térmicos• Simplificaciones en los parámetros de modelado• Simulaciones en regímenes estacionarios y transitorios• Muy buen acuerdo entre simulaciones y medidas• Creada una base de datos de modelos térmicos muy amplia• Se han probado nuevos materiales y empaquetados p y p q
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• Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
• No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
• Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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GaN
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Fiabilidad•Se creó un grupo especificamente dedicado a la fiabilidad “Task Force”
.
g p p•Se desarrollaron herramientas para identificar el origen de los efectos parásitos, reduciendo la corriente de colapso y controlando el efecto KinkKink
• Se desarrollaron herramientas para el test acelerado de transistores HEMT
• Se identificaron modos y mecanismos de fallo de HEMTs AlGaN/GaN• Se identificaron modos y mecanismos de fallo de HEMTs AlGaN/GaN• Se identificaron y resolvieron problemas de fiabilidad relacionados con el procesadoS ll ó b t b j d i ti ió l i d l• Se llevó a cabo trabajos de investigación relacionados con la degradación en el funcionamiento de los dispositivos debido al efecto piezoeléctrico inverso.
• Se entendió la física que hay detrás de algunos mecanismos de fallo y se proposieron maneras de resolverlos
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Tecnología GaN en Europa antes 2005
• Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación
• No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica
• No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos
• La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap
• No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad
Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN
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GaN
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KORRIGAN acercó la tecnología GaN a los usuarios finales
En KORRIGAN se ha demostrado la utilidad de los dispositivos GaN para aplicaciones relevantes tales como módulos front end en banda X y en banda ancha usando MMICs de GaN:banda ancha usando MMICs de GaN:
• HPAs robustosSPDT d lt t i• SPDTs de alta potencia
• LNAs robustos • Amplificadores de banda ancha
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Circuitos MMICs desarrollados
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Circuitos MMICs desarrollados
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Tecnología GaN despues de KORRIGAN
• Se ha creado una red europea de laboratorios y empresas que trabajarán en GaN
• Se ha asegurado una cadena se suministro europea y soberana de dispositivos GaN
• Se ha generado una gran cantidad de material y formas comunes de hacer
• Se ha avanzado en la gestión térmica de dispositivos de potenciap
• Existe una acción coordinada para el estudio de la fiabilidad en estos circuitosfiabilidad en estos circuitos
• Los usuarios finales están familiarizados con circuitos GaN
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Muchas GraciasMuchas Gracias
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