EL PROYECTO KORRIGAN - CDTIeshorizonte2020.cdti.es/recursos/doc/Programas/... · ARMAMENTO Y MATERIAL SUBDIRECCIÓN GENERAL DE TECNOLOGÍA Y CENTROS Dimensión del proyecto KORRIGAN

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




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



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




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





Numerosos programas nacionales, con solapes y falta de coordinación






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GaN




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




Continuación de KORRIGAN

.

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No había una cadena de suministro europea que asegurase su soberanía tecnológica





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GaN




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

.

• 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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No había oportunidad de comparar dispositivos y procesos




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GaN




Comparación entre tecnologías

.

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La experiencia existente en el manejo de densidades de potencia altas era limitadap



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GaN




Gestión de altas potencias

I t ió d d l té i

.

• 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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No había una aproximación coordinada al problema de la FiabilidadFiabilidad


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GaN




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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Los usuarios finales estaban lejos de la tecnología del GaN

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GaN




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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GaN




Muchas GraciasMuchas Gracias

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