Presentation
Chalmers GaN-halvledare

Utvecklar modern halvledarteknik

Publicerad 12 juni 2024
Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto
Niklas Rorsman, forskningsprofessor vid institutionen Mikrovågselektronik på Chalmers. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto
Niklas Rorsman, forskningsprofessor vid institutionen Mikrovågselektronik på Chalmers. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto

Ett internationellt forskningssamarbete med Chalmers i spetsen utvecklar en ny typ av halvledare. Ett arbete som är både strategiskt viktigt och nödvändigt för morgondagens kommunikations-, elkraft- och säkerhetsteknik.

I framtidens system för mobiltelefoni och trådlös dataöverföring, transport, elkraft, och säkerhet finns behov av att hantera snabba signaler med hög effekt på ett effektivt sätt, till exempel snabb dataöverföring eller detektion av objekt på långa avstånd. Det kräver fortsatt forskning och utveckling av halvledarelektronik.
– Vi drivs hela tiden av framtidens behov i olika tillämpningar. Vi utvecklar och forskar på nya material, elektroniska komponenter och kretsar som förhoppningsvis kan förbättra dagens teknik och möjliggöra nya lösningar och tillämpningar, berättar Niklas Rorsman, forskningsprofessor vid avdelningen för mikrovågselektronik vid institutionen för Mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers.
Han driver ett SSF-forskningsprojekt tillsammans med Linköpings universitet och två taiwanesiska universitet. Projektet är fokuserat på galliumnitrid, en halvledare med ett stort bandgap som tillåter snabbare och energieffektivare elektronik. De undersöker hur man designar och tillverkar transistorer för att på bästa sätt tillgodogöra sig materialets egenskaper. Komponenterna används sedan i design och tillverkning av integrerade kretsar.

Samarbetsrikt område
Teknikutvecklingens behov av halvledartekniken gör forskningen strategiskt intressant.
– Taiwan är den stora globala halvledarleverantören så det är väldigt relevant och värdefullt att samarbeta med deras universitet för att utväxla kunskaper. Att tillverka halvledare är en högst avancerad process med mycket små dimensioner i våra komponenter, säger han.
Komplexiteten kräver goda samarbeten inom olika discipliner såväl som med olika typer av aktörer inom universitet och industri.
– Vi arbetar mycket med svensk och europeisk industri. Ett exempel är Ericsson och Saab i forskningscentret Center for III-nitride Technology tillsammans med Lunds och Linköpings universitet.
EU har identifierat behovet att stärka halvledarverksamheten i Europa för att säkerställa tillgången till kritisk teknologi. Sveriges starka position inom området halvledare med stora bandgap, bekräftades nyligen genom tilldelningen av en av de stora satsningarna på pilotlinor till Chalmers, KTH, Lunds och Linköpings universitet.
– Ett mycket fint erkännande av svensk forskning inom området de senaste decennierna, säger Niklas Rorsman.

Scanning electron microscope micrograph of an AlGaN/GaN (Gallium Nitride) High Electron Mobility Transistor (HEMT) in a Monolithic Microwave Integrated Circuit fabricated in the cleanroom at Chalmers.
Scanning electron microscope micrograph of an AlGaN/GaN (Gallium Nitride) High Electron Mobility Transistor (HEMT) in a Monolithic Microwave Integrated Circuit fabricated in the cleanroom at Chalmers.
Chalmers – GaN-halvledare – Advanced GaN Devices for mm and sub-mm-wave communication

SSF-finansierat projekt för utveckling av halvledare som passar för tillämpningar vid höga frekvenser, såsom trådlös kommunikation, kraftelektronik, radarsystem och rymdforskning. Projektet drivs i samarbete mellan Chalmers, Linköpings universitet samt National Chiao Tung University och Yuan Ze University i Taiwan.

chalmers.se
liu.se