8 ιντσών GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate 110 111 110 για αντιδραστήρες MOCVD ή εφαρμογή ενέργειας RF
Λεπτομέρειες:
Τόπος καταγωγής: | Κίνα |
Μάρκα: | ZMSH |
Αριθμό μοντέλου: | GaN-on-Si |
Πληρωμής & Αποστολής Όροι:
Χρόνος παράδοσης: | 2-4 εβδομάδες |
---|---|
Όροι πληρωμής: | Τ/Τ |
Λεπτομερής ενημέρωση |
|||
Μηχανική σκληρότητα: | 9 Mohs | Το Μοντέλο του Γιανγκ: | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) |
---|---|---|---|
Μέθοδος επιταξιακής ανάπτυξης: | Ειδικότερα, οι εν λόγω πληροφορίες πρέπει να περιλαμβάνονται στο παράρτημα II. | Θερμοκρασία ανάπτυξης: | 1000-1200°C |
Θερμική αγωγιμότητα: | 130-170 W/m·K | Μήκος κύματος εκπομπής: | 365-405 nm (UV/μπλε) |
Αντίσταση: | 10−3-10−2 Ω·cm | Συγκέντρωση ηλεκτρονίων: | 1016-1019 cm−3 |
Επισημαίνω: | 8 ιντσών GaN-on-Si Epitaxy si υποστρώμα,Υπόστρωμα GaN-on-Si Epitaxy Si |
Περιγραφή προϊόντων
8inch GaN-on-Si Epitaxy si υποστρώμα ((110 111 110) για αντιδραστήρες MOCVD ή RF ενεργειακή εφαρμογή
8 ιντσών GaN-on-Si Epitaxy του περίληψη
Η διαδικασία επιταξίας 8 ιντσών GaN-on-Si περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός στρώματος νιτρικού γαλλίου (GaN) σε ένα υπόστρωμα πυριτίου (Si), το οποίο έχει διάμετρο 8 ιντσών.,Ένα κρίσιμο μέρος αυτής της δομής είναι το επιταξιακό στρώμα αποθήκευσης,το οποίο διαχειρίζεται την ασυμφωνία πλέγματος και τις διαφορές θερμικής διαστολής μεταξύ GaN και SiΗ τεχνολογία αυτή είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή υψηλής απόδοσης ηλεκτρονικής ισχύος, συσκευών ραδιοσυχνοτήτων και LED,προσφέροντας ισορροπία μεταξύ απόδοσης και κόστους, και χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στην κατασκευή ημιαγωγών μεγάλης κλίμακας λόγω της συμβατότητάς του με τις υπάρχουσες διαδικασίες πυριτίου.
Οι ιδιότητες του 8 ιντσών GaN-on-Si Epitaxy
Υλικές Ιδιότητες
-
Ευρύ εύρος: Το GaN είναι ένα ευρύτατο ημιαγωγό με ενεργειακό εύρος 3,4 eV. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει στις συσκευές που βασίζονται σε GaN να λειτουργούν σε υψηλότερες τάσεις, θερμοκρασίες,και συχνότητες σε σύγκριση με τις παραδοσιακές συσκευές με βάση το πυρίτιοΤο ευρύ εύρος ζώνης οδηγεί επίσης σε υψηλότερες τάσεις διακοπής, καθιστώντας το GaN-on-Si ιδανικό για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
-
Υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων και ταχύτητα κορεσμούΤο GaN παρουσιάζει υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων (συνήθως περίπου 2000 cm2/Vs) και υψηλή ταχύτητα κορεσμού (~ 2,5 x 107 cm/s).που είναι κρίσιμα για συσκευές ραδιοσυχνοτήτων και τρανζίστορες ισχύος.
-
Υψηλή θερμική αγωγιμότητα: Το GaN έχει καλύτερη θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με το πυρίτιο, το οποίο συμβάλλει στην αποτελεσματική διάχυση της θερμότητας.Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε συσκευές υψηλής ισχύος όπου η θερμική διαχείριση είναι κρίσιμη για τη διατήρηση της απόδοσης και της αξιοπιστίας της συσκευής.
-
Υψηλό κρίσιμο ηλεκτρικό πεδίο: Το κρίσιμο ηλεκτρικό πεδίο του GaN είναι περίπου 3,3 MV / cm, σημαντικά υψηλότερο από το πυρίτιο. Αυτό επιτρέπει στις συσκευές GaN να χειρίζονται υψηλότερα ηλεκτρικά πεδία χωρίς διάσπαση,συμβάλλοντας σε υψηλότερη απόδοση και πυκνότητα ισχύος στην ηλεκτρονική ισχύος.
Διαρθρωτικές και μηχανικές ιδιότητες
-
Αντιστοίχιση και ένταση πλέγματοςΜία από τις προκλήσεις στην επιταξία GaN-on-Si είναι η σημαντική ασυμφωνία πλέγματος μεταξύ GaN και Si (περίπου 17%).που μπορεί να οδηγήσει σε εκτομές και ελαττώματαΩστόσο, οι εξελίξεις στις τεχνικές επιταξιακής ανάπτυξης, όπως η χρήση στρωμάτων θωρακισμού και στρατηγικές διαχείρισης της πίεσης, έχουν μετριάσει αυτά τα προβλήματα.που επιτρέπει την παραγωγή υψηλής ποιότητας πλακιδίων GaN-on-Si.
-
Κούνημα και στρέβλωση κυψελών: Λόγω της διαφοράς στους συντελεστές θερμικής διαστολής μεταξύ του GaN και του Si, η θερμική πίεση μπορεί να προκαλέσει κάμψη ή κάμψη της πλάκας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επιταξιακής ανάπτυξης.Αυτή η μηχανική παραμόρφωση μπορεί να επηρεάσει τα επόμενα βήματα κατασκευής της συσκευήςΟ έλεγχος των συνθηκών ανάπτυξης και η βελτιστοποίηση των στρωμάτων αποθήκευσης είναι ζωτικής σημασίας για την ελαχιστοποίηση αυτών των επιπτώσεων και τη διασφάλιση της επίπεδης στάθμης των πλακών.
Ηλεκτρικές ιδιότητες και επιδόσεις
-
Υψηλή τάση διακοπής: Ο συνδυασμός του ευρέος εύρους ζώνης του GaN και του υψηλού κρίσιμου ηλεκτρικού πεδίου οδηγεί σε συσκευές με υψηλές τάσεις διακοπής.που τους επιτρέπουν να χειρίζονται υψηλότερες τάσεις και ρεύματα με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία.
-
Χαμηλή αντίστασηΗ μείωση της αντίστασης μεταφράζεται σε χαμηλότερες απώλειες ισχύος και υψηλότερη απόδοση.ειδικά σε εφαρμογές μετατροπής ισχύος.
-
Αποτελεσματικότητα και πυκνότητα ισχύοςΗ τεχνολογία GaN-on-Si επιτρέπει την ανάπτυξη συσκευών με υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και αποτελεσματικότητα.όπου η μείωση του μεγέθους και η βελτίωση της απόδοσης αποτελούν συνεχείς προκλήσεις.
Κόστος και κλιμακωτότητα
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της χρήσης ενός υποστρώματος πυριτίου 8 ιντσών για την επιταξία GaN είναι η κλιμακωτότητα και η μείωση του κόστους.Τα υποστρώματα πυριτίου είναι ευρέως διαθέσιμα και φθηνότερα σε σύγκριση με άλλα υποστρώματα όπως το ζαφείρι ή το καρβίδιο του πυριτίου (SiC)Η δυνατότητα χρήσης μεγαλύτερων πλακιδίων 8 ιντσών σημαίνει επίσης ότι μπορούν να κατασκευαστούν περισσότερες συσκευές ανά πλακίδιο, οδηγώντας σε οικονομίες κλίμακας και χαμηλότερα κόστη παραγωγής.
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 |
Οι εφαρμογές του 8inch GaN-on-Si Epitaxy
Η επταξία 8 ιντσών GaN-on-Si (γαλλιονιτρίδιο σε πυρίτιο) είναι μια μετασχηματιστική τεχνολογία που έχει επιτρέψει σημαντικές εξελίξεις σε διάφορες εφαρμογές υψηλών επιδόσεων.Η ενσωμάτωση του GaN σε υπόστρωμα πυριτίου συνδυάζει τις ανώτερες ιδιότητες του GaN με την οικονομική απόδοση και την επεκτασιμότητα του πυριτίουΟι βασικές εφαρμογές της επταξίας 8 ιντσών GaN-on-Si:
1.Ηλεκτρονική ενέργεια
-
Τρανζίστορες ισχύος: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε τρανζίστορες ισχύος, όπως τα τρανζίστορα υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (HEMT) και τα τρανζίστορα πεδίου-αποτελέσματος μεταλλικών οξειδίων-ημιαγωγών (MOSFET).Αυτά τα τρανζίστορα επωφελούνται από την υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων του GaN, υψηλή τάση διακοπής και χαμηλή αντίσταση, καθιστώντας τους ιδανικούς για αποτελεσματική μετατροπή ισχύος σε εφαρμογές όπως κέντρα δεδομένων, ηλεκτρικά οχήματα (EV) και συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας.
-
Μετατροπείς ισχύος: Η ανώτερη απόδοση του GaN-on-Si στην εναλλαγή υψηλής συχνότητας επιτρέπει την ανάπτυξη συμπαγών και αποδοτικών μετατροπών ισχύος.Οι μετατροπείς αυτοί είναι απαραίτητοι σε εφαρμογές που κυμαίνονται από προσαρμογείς και φορτιστές AC/DC έως βιομηχανικές πηγές ενέργειας και φωτοβολταϊκούς μετατροπείς.
-
Μετατροπείς για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Οι μετατροπείς GaN-Si χρησιμοποιούνται σε συστήματα ηλιακής ενέργειας και ανεμογεννήτριες.Η ικανότητά τους να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες και τάσεις, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις απώλειες ενέργειας, οδηγεί σε πιο αποτελεσματική και αξιόπιστη παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας.
2.Εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων (RF)
-
Αυξητές ισχύος ραδιοσυχνοτήτων: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται ευρέως σε ενισχυτές ισχύος ραδιοσυχνοτήτων λόγω της ικανότητάς του να λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες με υψηλή απόδοση.συμπεριλαμβανομένων των σταθμών βάσης 5G, δορυφορικές επικοινωνίες και συστήματα ραντάρ.
-
Ενεργειακές συσκευές για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας: Στις εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων, τα LNA με βάση το GaN-on-Si χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση αδύναμων σημάτων χωρίς την προσθήκη σημαντικού θορύβου, βελτιώνοντας την ευαισθησία και την απόδοση των συστημάτων επικοινωνίας.
-
Σύστηματα ραντάρ και άμυνας: Η υψηλή πυκνότητα ισχύος και η αποτελεσματικότητα του GaN-on-Si το καθιστούν κατάλληλο για εφαρμογές ραντάρ και άμυνας, όπου η υψηλή απόδοση και η αξιόπιστη λειτουργία είναι κρίσιμες.
3.Οπτοηλεκτρονικά
-
Διοειδή εκπομπής φωτός (LED): Η τεχνολογία GaN-on-Si χρησιμοποιείται στην παραγωγή LED, ιδίως για γενικές τεχνολογίες φωτισμού και οθόνης.Η επεκτασιμότητα των πλακών 8 ιντσών επιτρέπει την οικονομικά αποδοτική κατασκευή LED υψηλής φωτεινότητας που χρησιμοποιούνται σε διάφορες καταναλωτικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
-
Λάιζερ διόδους: Το GaN-on-Si χρησιμοποιείται επίσης στην ανάπτυξη διόδων λέιζερ, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην οπτική αποθήκευση, τις επικοινωνίες και τις ιατρικές συσκευές.Ο συνδυασμός της υψηλής απόδοσης του GaN και της επεκτασιμότητας του πυριτίου καθιστά αυτές τις συσκευές πιο προσιτές και προσιτές.
4.Ηλεκτρικά οχήματα (EV) και αυτοκινητοβιομηχανία
-
Συσκευές φόρτισης και μετατροπών: Οι συσκευές GaN-on-Si αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των ενσωματωμένων φορτιστών και μετατροπών που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά οχήματα.συμβάλλουν σε μεγαλύτερες αποστάσεις οδήγησης και ταχύτερους χρόνους φόρτισης.
-
Προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού (ADAS): Η λειτουργία υψηλής συχνότητας και η αποτελεσματικότητα του GaN-on-Si είναι πολύτιμες στα ADAS, τα οποία βασίζονται στις τεχνολογίες ραντάρ και LiDAR για την παροχή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο για ασφαλέστερη οδήγηση.
5.Κέντρα δεδομένων και διακομιστές
-
Μονάδες τροφοδοσίας ηλεκτρικής ενέργειας: Η τεχνολογία GaN-on-Si χρησιμοποιείται στις μονάδες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας για κέντρα δεδομένων και διακομιστές, προσφέροντας υψηλότερη απόδοση και μειωμένη παραγωγή θερμότητας σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας με βάση το πυρίτιο.Αυτό οδηγεί σε χαμηλότερα κόστη ψύξης και βελτίωση της συνολικής ενεργειακής απόδοσης.
-
Διαχείριση ενέργειας υψηλής απόδοσης: Το συμπαγές μέγεθος και η απόδοση των συσκευών GaN-on-Si τις καθιστούν ιδανικές για προηγμένα συστήματα διαχείρισης ενέργειας στα κέντρα δεδομένων, όπου η ενεργειακή απόδοση και η αξιοπιστία είναι πρωταρχικές.
6.Καταναλωτικά Ηλεκτρονικά
-
Γρήγορα φορτιστήριαΗ τεχνολογία αυτή επιτρέπει μικρότερες, ελαφρύτερες φορτιστές που μπορούν να παρέχουν υψηλή ισχύ αποτελεσματικά,μείωση των χρόνων φόρτισης.
-
Διορθωτές ρεύματος: Το συμπαγές μέγεθος και η υψηλή απόδοση των προσαρμογών ισχύος με βάση το GaN σε Si τους καθιστούν προτιμώμενη επιλογή για τα καταναλωτικά ηλεκτρονικά, οδηγώντας σε πιο φορητές και ενεργειακά αποδοτικές λύσεις φόρτισης.
7.Επικοινωνίες
-
Σταθμοί βάσηςΗ τεχνολογία υποστηρίζει υψηλότερες συχνότητες και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα.η δυνατότητα ανάπτυξης ταχύτερων και πιο αξιόπιστων δικτύων επικοινωνίας.
-
Επικοινωνίες μέσω δορυφόρου: Οι υψηλές δυνατότητες ισχύος και συχνότητας των συσκευών GaN-on-Si είναι επίσης ευεργετικές στα συστήματα δορυφορικής επικοινωνίας, βελτιώνοντας την ισχύ του σήματος και τα ποσοστά μετάδοσης δεδομένων.
Συμπέρασμα
Οι εφαρμογές της επταξίας 8 ιντσών GaN-on-Si εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών, από την ηλεκτρονική ισχύος και τις τηλεπικοινωνίες έως την οπτοηλεκτρονική και τα συστήματα αυτοκινήτων.Η ικανότητά του να συνδυάζει υψηλές επιδόσεις με οικονομικά αποδοτική κατασκευή, το καθιστά βασικό παράγοντα για την ανάπτυξη τεχνολογιών επόμενης γενιάς, την προώθηση της καινοτομίας σε διάφορους τομείς υψηλής ζήτησης.
8 ιντσών GaN-on-Si φωτογραφία Epitaxy του
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του νιτρικού γαλλίου έναντι του πυριτίου;
Α:Το νιτρικό γάλλιο (GaN) προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι του πυριτίου (Si) λόγω του ευρέος εύρους ζώνης, της υψηλότερης κινητικότητας των ηλεκτρονίων και της καλύτερης θερμικής αγωγιμότητας.Αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν στις συσκευές GaN να λειτουργούν σε υψηλότερες τάσειςΤο GaN έχει επίσης υψηλότερη τάση διακοπής, χαμηλότερη αντίσταση και μπορεί να χειριστεί υψηλότερες πυκνότητες ισχύος,το οποίο το καθιστά ιδανικό για την ηλεκτρονική ισχύ, εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων και λειτουργίες υψηλής συχνότητας, όπου η συμπαγή, η αποτελεσματικότητα και η θερμική διαχείριση είναι κρίσιμες.