 |
GaN-on-Si ((111) N/P T υποστρώμα τύπου Epitaxy 4inch 6inch 8inch Για συσκευή LED ή ισχύος
Λεπτομέρειες:
| Τόπος καταγωγής: | Κίνα |
| Μάρκα: | ZMSH |
| Αριθμό μοντέλου: | Υπόστρωμα GaN-on-Si |
Πληρωμής & Αποστολής Όροι:
| Ποσότητα παραγγελίας min: | 5 |
|---|---|
| Χρόνος παράδοσης: | 2-4 εβδομάδες |
| Όροι πληρωμής: | Τ/Τ |
|
Λεπτομερής ενημέρωση |
|||
| Διάλειμμα ζώνης του GaN: | 3.4 eV | Διάλειμμα ζώνης του Si: | 1.12 eV |
|---|---|---|---|
| Θερμική αγωγιμότητα: | 130-170 W/m·K | Κινητικότητα ηλεκτρονίων: | 1000-2000 cm2/V·s |
| Διορθωτική σταθερά: | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Συντελεστής θερμικής διαστολής: | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) |
| Σταθερά δικτυωτού πλέγματος: | 30,189 Å (GaN), 5,431 Å (Si) | Πυκνότητα εξάρθρωσης: | 108-109 cm−2 |
| Μηχανική σκληρότητα: | 9 Mohs | Διάμετρος πλάκας: | 2 ίντσες, 4 ίντσες, 6 ίντσες, 8 ίντσες |
| Δάχος στρώσης GaN: | 1-10 μm | Πάχος υποστρωμάτων: | 500-725 μm |
| Επισημαίνω: | GaN-on-Si ((111) Υποστρώμα τύπου N/P T,Υποστρώμα ημιαγωγών για LED |
||
Περιγραφή προϊόντων
GaN-on-Si ((111) N/P Ttype υποστρώμα Epitaxy 4inch 6inch 8inch για συσκευή LED ή ισχύος
Αποκάλυψη υποστρώματος GaN σε Si
Τα υποστρώματα GaN-on-Si (111) είναι απαραίτητα στην ηλεκτρονική υψηλών επιδόσεων και την οπτοηλεκτρονική λόγω του ευρέος εύρους ζώνης τους, της υψηλής κινητικότητας των ηλεκτρονίων και της θερμικής αγωγιμότητας.Αυτά τα υποστρώματα αξιοποιούν την οικονομική αποτελεσματικότητα και την επεκτασιμότητα του πυριτίουΩστόσο, πρέπει να αντιμετωπιστούν προκλήσεις όπως η ασυμφωνία πλέγματος και οι διαφορές θερμικής διαστολής μεταξύ του GaN και του Si (111) για τη μείωση της πυκνότητας εκτόξευσης και της πίεσης.Προηγμένες τεχνικές επιταξιακής ανάπτυξηςΤα υποστρώματα GaN-on-Si (111) χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρονική ισχύος, στις συσκευές ραδιοσυχνοτήτων και στην τεχνολογία LED, προσφέροντας μια ισορροπία απόδοσης,κόστος, και συμβατότητα με τις υφιστάμενες διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών.
Ιδιότητες υποστρώματος GaN-on-Si
Το νιτρικό γάλλιο στο πυρίτιο (GaN-on-Si) είναι μια τεχνολογία υποστρώματος που συνδυάζει τις ιδιότητες του νιτρικού γάλλιου (GaN) με την οικονομική αποτελεσματικότητα και την επεκτασιμότητα του πυριτίου (Si).Τα υποστρώματα GaN-on-Si είναι ιδιαίτερα δημοφιλή στην ηλεκτρονική ισχύοςΠαρακάτω παρατίθενται ορισμένες βασικές ιδιότητες και πλεονεκτήματα των υπόστρωτων GaN-on-Si:
1.Διαφορά σε πλέγμα
- GaNκαιΝαι.έχουν διαφορετικές σταθερές πλέγματος, οδηγώντας σε σημαντική ασυμφωνία πλέγματος (~ 17%).
- Για τον μετριασμό αυτών των ελαττωμάτων, χρησιμοποιούνται συχνά στρώματα απόσβεσης μεταξύ GaN και Si για τη σταδιακή μετάβαση της σταθερής πλέγματος.
2.Θερμική αγωγιμότητα
- GaNέχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, η οποία επιτρέπει αποτελεσματική διάχυση θερμότητας, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
- Ναι.έχει επίσης αξιοπρεπή θερμική αγωγιμότητα, αλλά η διαφορά στους συντελεστές θερμικής διαστολής μεταξύ του GaN και του Si μπορεί να οδηγήσει σε άγχος και πιθανή ρωγμάτωση στο στρώμα GaN κατά τη διάρκεια της ψύξης.
3.Κόστος και κλιμακωτότητα
- ΣιλικόνηΤα υποστρώματα είναι σημαντικά φθηνότερα και ευρύτερα διαθέσιμα από άλλες εναλλακτικές λύσεις όπως το σαφείρι ή το καρβίδιο του πυριτίου (SiC).
- Τα πλακάκια πυριτίου είναι διαθέσιμα σε μεγαλύτερα μεγέθη (έως 12 ίντσες), επιτρέποντας την παραγωγή μεγάλου όγκου και χαμηλότερα κόστη.
4.Ηλεκτρικές ιδιότητες
- GaNέχει ευρύ εύρος ζώνης (3,4 eV) σε σύγκριση με το πυρίτιο (1,1 eV), γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα υψηλή τάση διάσπασης, υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων και χαμηλές απώλειες αγωγιμότητας.
- Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τα υποστρώματα GaN-on-Si ιδανικά για εφαρμογές υψηλής συχνότητας, υψηλής ισχύος και υψηλής θερμοκρασίας.
5.Απόδοση συσκευής
- Οι συσκευές GaN-on-Si συχνά παρουσιάζουν εξαιρετική κινητικότητα ηλεκτρονίων και υψηλή ταχύτητα κορεσμού, οδηγώντας σε ανώτερη απόδοση σε εφαρμογές RF και μικροκυμάτων.
- Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται επίσης σε LED, όπου οι ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες του υποστρώματος συμβάλλουν στην υψηλή απόδοση και φωτεινότητα.
6.Μηχανικές ιδιότητες
- Οι μηχανικές ιδιότητες του υποστρώματος είναι κρίσιμες στην κατασκευή συσκευών.αλλά η μηχανική πίεση του στρώματος GaN λόγω της ασυμφωνίας του πλέγματος και των διαφορών θερμικής επέκτασης απαιτεί προσεκτική διαχείριση.
7.Προκλήσεις
- Οι κύριες προκλήσεις με τα υποστρώματα GaN-on-Si περιλαμβάνουν τη διαχείριση της υψηλής πλέγματος και της θερμικής επέκτασης ασυμφωνίες, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές, κάμψη, ή το σχηματισμό ελαττωμάτων στο στρώμα GaN.
- Οι προηγμένες τεχνικές όπως τα στρώματα ασφαλείας, τα μηχανικά υποστρώματα και οι βελτιστοποιημένες διαδικασίες ανάπτυξης είναι απαραίτητες για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων.
8.Εφαρμογές
- Ηλεκτρονική ενέργεια: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται σε μετατροπείς ισχύος υψηλής απόδοσης, μετατροπείς και ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων.
- Φώτα LED: Τα υποστρώματα GaN-on-Si χρησιμοποιούνται σε LED για φωτισμό και οθόνες λόγω της αποτελεσματικότητας και της φωτεινότητας τους.
- Συσκευές ραδιοκυμάτων και μικροκυμάτων: Η υψηλής συχνότητας απόδοση καθιστά το GaN-on-Si ιδανικό για τρανζίστορες RF και ενισχυτές σε συστήματα ασύρματης επικοινωνίας.
Τα υποστρώματα GaN-on-Si προσφέρουν μια οικονομικά αποδοτική λύση για την ενσωμάτωση των υψηλών ιδιοτήτων του GaN με την ευρεία κατασκευή του πυριτίου,καθιστώντας τους μια κρίσιμη τεχνολογία σε διάφορες προηγμένες ηλεκτρονικές εφαρμογές.
| Κατηγορία παραμέτρου | Παράμετρος | Αξία/περίοδος | Παρατηρήσεις |
|---|---|---|---|
| Υλικές Ιδιότητες | Διάλειμμα ζώνης του GaN | 3.4 eV | Μεγάλο ημιαγωγός εύρους ζώνης, κατάλληλος για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής τάσης και υψηλής συχνότητας |
| Διάλειμμα ζώνης του Si | 1.12 eV | Το πυρίτιο ως υλικό υποστρώματος προσφέρει καλή οικονομική απόδοση | |
| Θερμική αγωγιμότητα | 130-170 W/m·K | Η θερμική αγωγιμότητα του στρώματος GaN· του υπόστρωμα του πυριτίου είναι περίπου 149 W/m·K | |
| Κινητικότητα ηλεκτρονίων | 1000-2000 cm2/V·s | Η κινητικότητα των ηλεκτρονίων στο στρώμα GaN, υψηλότερη από ό,τι στο πυρίτιο | |
| Διορθωτική σταθερά | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Δηλεκτρικές σταθερές GaN και Si | |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Αντιστοιχία στους συντελεστές θερμικής διαστολής του GaN και του Si, που ενδέχεται να προκαλέσει άγχος | |
| Συνέχεια πλέγματος | 30,189 Å (GaN), 5,431 Å (Si) | Αντιστοίχιση σταθερής πλέξης μεταξύ GaN και Si, που ενδεχομένως οδηγεί σε εκτοπίσεις | |
| Πληθυσμός εκτόξευσης | 108-109 cm−2 | Τυπική πυκνότητα εξάρθρωσης στο στρώμα GaN, ανάλογα με την επιτακτική διαδικασία ανάπτυξης | |
| Μηχανική σκληρότητα | 9 Mohs | Μηχανική σκληρότητα του GaN, παρέχοντας αντοχή στην φθορά και αντοχή | |
| Προδιαγραφές κυψελών | Διάμετρος πλάκας | 2 ίντσες, 4 ίντσες, 6 ίντσες, 8 ίντσες | Συνηθισμένα μεγέθη για το GaN σε πλάκες Si |
| Δάχος στρώσης GaN | 1-10 μm | Ανάλογα με τις ειδικές ανάγκες της εφαρμογής | |
| Δάχος υποστρώματος | 500-725 μm | Τυπικό πάχος του υπόστρωμα πυριτίου για τη μηχανική αντοχή | |
| Επεξεργασία της επιφάνειας | < 1 nm RMS | Ακαθαρσία της επιφάνειας μετά την γυάλωση, εξασφαλίζοντας υψηλής ποιότητας επιταξιακή ανάπτυξη | |
| Υψόμετρο βήματος | < 2 nm | Υψόμετρο βήματος στο στρώμα GaN, που επηρεάζει τις επιδόσεις της συσκευής | |
| Πύργος βάφλου | < 50 μm | Πύργο κυψέλων, επηρεάζοντας τη συμβατότητα διαδικασίας | |
| Ηλεκτρικές ιδιότητες | Συγκέντρωση ηλεκτρονίων | 1016-1019 cm−3 | συγκέντρωση ντόπινγκ τύπου n ή p στο στρώμα GaN |
| Αντίσταση | 10−3-10−2 Ω·cm | Τυπική αντίσταση του στρώματος GaN | |
| Διακοπή του ηλεκτρικού πεδίου | 3 MV/cm | Υψηλή αντοχή πεδίου διάσπασης στο στρώμα GaN, κατάλληλη για συσκευές υψηλής τάσης | |
| Οπτικές ιδιότητες | Διάστημα κύματος εκπομπής | 365-405 nm (UV/μπλε) | μήκος κύματος εκπομπής υλικού GaN, που χρησιμοποιείται σε LED και λέιζερ |
| Συντελεστής απορρόφησης | ~ 104 cm−1 | Συντελεστής απορρόφησης του GaN στο εύρος του ορατού φωτός | |
| Θερμικές ιδιότητες | Θερμική αγωγιμότητα | 130-170 W/m·K | Η θερμική αγωγιμότητα του στρώματος GaN· του υπόστρωμα του πυριτίου είναι περίπου 149 W/m·K |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Αντιστοιχία στους συντελεστές θερμικής διαστολής του GaN και του Si, που ενδέχεται να προκαλέσει άγχος | |
| Χημικές ιδιότητες | Χημική σταθερότητα | Υψηλή | Το GaN έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, κατάλληλο για σκληρά περιβάλλοντα |
| Επεξεργασία επιφάνειας | Χωρίς σκόνη, χωρίς μόλυνση | Απαιτούμενη καθαριότητα για την επιφάνεια της πλάκας GaN | |
| Μηχανικές ιδιότητες | Μηχανική σκληρότητα | 9 Mohs | Μηχανική σκληρότητα του GaN, παρέχοντας αντοχή στην φθορά και αντοχή |
| Το Μοντέλο του Γιανγκ | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | Μοντέλο Young του GaN και του Si, που επηρεάζει τις μηχανικές ιδιότητες της συσκευής | |
| Παραμέτρους παραγωγής | Μέθοδος επιταξιακής ανάπτυξης | Ειδικότερα, οι εν λόγω πληροφορίες πρέπει να περιλαμβάνονται στο παράρτημα II. | Κοινές μεθόδους επιταξιακής ανάπτυξης για στρώματα GaN |
| Ποσοστό απόδοσης | Εξαρτάται από τον έλεγχο της διαδικασίας και το μέγεθος της πλάκας | Η απόδοση επηρεάζεται από παράγοντες όπως η πυκνότητα εκτόξευσης και το τόξο της πλάκας | |
| Θερμοκρασία ανάπτυξης | 1000-1200°C | Τυπική θερμοκρασία για την επιταξιακή ανάπτυξη της στρώσης GaN | |
| Ταχύτητα ψύξης | Ελεγχόμενη ψύξη | Η ταχύτητα ψύξης είναι συνήθως ελεγχόμενη για να αποφευχθεί η θερμική πίεση και το τόξο της πλάκας |
Φωτογραφία πραγματικού υποστρώματος GaN-on-Si
Εφαρμογή υποστρώματος GaN-on-Si
Τα υποστρώματα GaN-on-Si χρησιμοποιούνται κυρίως σε διάφορες βασικές εφαρμογές:
-
Ηλεκτρονική ενέργεια: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται ευρέως σε τρανζίστορες ισχύος και μετατροπείς λόγω της υψηλής απόδοσης, των γρήγορων ταχυτήτων μετάδοσης και της ικανότητάς του να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας το ιδανικό για τροφοδοσίες ισχύος,ηλεκτρικά οχήματα, και ανανεώσιμων ενεργειακών συστημάτων.
-
Συσκευές ραδιοσυχνοτήτων: Τα υποστρώματα GaN-on-Si χρησιμοποιούνται σε ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων και τρανζίστορες μικροκυμάτων, ιδιαίτερα στις επικοινωνίες 5G και στα συστήματα ραντάρ, όπου οι υψηλές επιδόσεις ισχύος και συχνότητας είναι κρίσιμες.
-
Τεχνολογία LED: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται στην παραγωγή LED, ειδικά για μπλε και λευκά LED, προσφέροντας οικονομικά αποδοτικές και επεκτάσιμες λύσεις παραγωγής για φωτισμό και οθόνες.
-
Φωτοανιχνευτές και αισθητήρες: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται επίσης σε φωτοανιχνευτές UV και διάφορους αισθητήρες, επωφελούμενοι από το ευρύ εύρος ζώνης του GaN και την υψηλή ευαισθησία του στο UV φως.
Αυτές οι εφαρμογές υπογραμμίζουν την ευελιξία και τη σημασία των υπόστρωτων GaN-on-Si στη σύγχρονη ηλεκτρονική και οπτοηλεκτρονική.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Γιατί να το κάνουμε;
Α:Το GaN on Si προσφέρει μια οικονομικά αποδοτική λύση για ηλεκτρονικά υψηλών επιδόσεων, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα του ευρέος εύρους ζώνης του GaN, της υψηλής κινητικότητας των ηλεκτρονίων,και θερμική αγωγιμότητα με την κλιμακωτότητα και την προσιτότητα των υπόστρωτων πυριτίουΤο GaN είναι ιδανικό για εφαρμογές υψηλής συχνότητας, υψηλής τάσης και υψηλής θερμοκρασίας, καθιστώντας το ανώτερη επιλογή για ηλεκτρονικά ισχύος, συσκευές ραδιοσυχνοτήτων και LED.Τα υποστρώματα πυριτίου επιτρέπουν μεγαλύτερα μεγέθη πλακιδίων, μειώνοντας το κόστος παραγωγής και διευκολύνοντας την ενσωμάτωση με τις υφιστάμενες διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών.Οι προηγμένες τεχνικές βοηθούν στην άμβλυνση αυτών των προβλημάτων., καθιστώντας το GaN σε Si μια πειστική επιλογή για σύγχρονες ηλεκτρονικές και οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές.
Ε: Τι είναι το GaN-on-Si;
Α: Το GaN-on-Si αναφέρεται σε στρώματα νιτρικού γαλλίου (GaN) που αναπτύσσονται σε υπόστρωμα πυριτίου (Si).και ικανότητα λειτουργίας σε υψηλές τάσεις και θερμοκρασίεςΌταν καλλιεργείται σε πυρίτιο, συνδυάζει τις προηγμένες ιδιότητες του GaN με την οικονομική αποτελεσματικότητα και την επεκτασιμότητα του πυριτίου.Συσκευές ραδιοσυχνοτήτων, LED και άλλες ηλεκτρονικές και οπτοηλεκτρονικές συσκευές υψηλών επιδόσεων.Η ενσωμάτωση με το πυρίτιο επιτρέπει μεγαλύτερα μεγέθη πλακιδίων και συμβατότητα με τις υπάρχουσες διεργασίες κατασκευής ημιαγωγών, παρόλο που πρέπει να αντιμετωπιστούν προκλήσεις όπως η ασυμφωνία πλέγματος.