Cadena de suministro europea para electrónica de potencia destinada a aplicaciones espaciales
Los dispositivos de potencia de microondas a base de GaN han surgido como la tecnología preferente para funcionar con fiabilidad en el difícil entorno espacial. El SiC semiaislante es el sustrato más adecuado para estos dispositivos, que son difíciles de realizar con otros materiales semiconductores. Debido a la falta de capacidad industrial para abordar la fabricación de sustratos de SiC, hasta la fecha, la Agencia Espacial Europea (ESA) depende de Estados Unidos para el suministro de componentes y sistemas a base de GaN. La Unión Europea financió el proyecto EUSIC (High quality European GaN-wafer on SiC substrates for space applications), de tres años de duración, con el fin de establecer una cadena de suministro puramente europea de tecnología de GaN. Como parte de este proyecto, los investigadores han desarrollado procesos para producir sustratos semiaislantes de SiC de 3 pulgadas de alta calidad mejores que los que se importan desde fuera de Europa. EUSIC reunió a todas las distintas partes de la cadena de suministro, un fabricante de sustratos, centros de crecimiento epitaxial y una fábrica de circuitos integrados monolíticos de microondas. El carácter colaborativo del proyecto aceleró las actividades de desarrollo, que abarcaban el crecimiento de cristales, la producción de obleas, el crecimiento epitaxial y la integración de los componentes de transistores. Finalmente se ensambló un transistor con alta movilidad de electrones mediante depósito químico en fase vapor a partir de precursores metalorgánicos sobre sustratos de SiC semiaislantes fabricados en Europa. La estructura consistía en una capa amortiguadora y una capa de barrera de 22 nm de grosor con un contenido nominal del 18 % de aluminio y el 82 % de galio, así como una cubierta de 2 nm de grosor de GaN. Numerosas pruebas de las propiedades eléctricas, morfológicas y estructurales confirmaron que la calidad de los sustratos de SiC semiaislante de 3 pulgadas era muy elevada frente a los sustratos de SiC de 3 pulgadas de referencia. Los parámetros de salida de potencia de los transistores medidos en dispositivos sobre sustratos de SiC se consideraron superiores a los producidos sobre sustratos comerciales. Se espera que la nueva cadena de suministro para circuitos integrados hechos utilizando sustratos de GaN sobre SiC fomente la innovación en sistemas fabricados en Europa para satélites de comunicaciones y detección remota. Por consiguiente, el trabajo de EUSIC mejorará la posición competitiva europea en investigación e innovación.
Palabras clave
Nitruro de galio, aplicaciones espaciales, sustratos de SiC, transistores, EUSIC, semiaislante
