 |
GaN-on-Si ((111) نوع N/P T Substrate Epitaxy 4inch 6inch 8inch برای ال ای دی یا دستگاه برق
جزئیات محصول:
| محل منبع: | چین |
| نام تجاری: | ZMSH |
| شماره مدل: | بستر GaN-on-Si |
پرداخت:
| مقدار حداقل تعداد سفارش: | 5 |
|---|---|
| زمان تحویل: | 2-4 هفته |
| شرایط پرداخت: | T/T |
|
اطلاعات تکمیلی |
|||
| Bandgap از GaN: | 3.4 ولت | باندگپ سی: | 1.12 ولت |
|---|---|---|---|
| رسانایی حرارتی: | 130-170 W/m·K | تحرک الکترون: | 1000-2000 cm2/V·s |
| ثابت دی الکتریک: | 9.5 (GaN)، 11.9 (Si) | ضریب انبساط حرارتی: | 5.6 ppm/°C (GaN)، 2.6 ppm/°C (Si) |
| ثابت شبکه: | 3.189 Å (GaN)، 5.431 Å (Si) | تراکم دررفتگی: | 10⁸-10⁹ سانتی متر مربع |
| سختی مکانیکی: | 9 ماه | قطر ویفر: | 2 اینچ، 4 اینچ، 6 اینچ، 8 اینچ |
| ضخامت لایه GaN: | 1-10 میکرومتر | ضخامت بستر: | 500-725 μm |
| برجسته کردن: | GaN-on-Si ((111) N/P T Substrate,Substrate نیمه هادی برای LED |
||
توضیحات محصول
GaN-on-Si ((111) N/P Ttype substrate Epitaxy 4inch 6inch 8inch برای دستگاه LED یا قدرت
خلاصه ی زیربنای GaN-on-Si
زیربناهای GaN-on-Si (111) به دلیل فاصله باند گسترده، تحرک الکترون بالا و رسانایی حرارتی آنها در الکترونیک و اپتو الکترونیک با عملکرد بالا ضروری هستند.این سبسترات ها از مقرون به صرفه بودن و مقیاس پذیری سیلیکون استفاده می کنندبا این حال، چالش هایی مانند عدم تطابق شبکه و تفاوت های گسترش حرارتی بین GaN و Si (111) باید برای کاهش تراکم خلع و استرس مورد توجه قرار گیرد.تکنیک های پیشرفته رشد اپیتاکسیال، مانند MOCVD و HVPE، برای بهینه سازی کیفیت کریستال استفاده می شود. زیربناهای GaN-on-Si (111) به طور گسترده ای در الکترونیک قدرت، دستگاه های RF و فناوری LED استفاده می شود، که یک تعادل عملکرد را ارائه می دهد،هزینه، و سازگاری با فرآیندهای تولید نیمه هادی موجود.
خواص بستر GaN-on-Si
نیترید گالیوم بر روی سیلیکون (GaN-on-Si) یک فناوری بستر است که خواص نیترید گالیوم (GaN) را با هزینه و مقیاس پذیری سیلیکون (Si) ترکیب می کند.زیربناهای GaN-on-Si به ویژه در الکترونیک قدرت محبوب هستنددر زیر برخی از ویژگی ها و مزایای اصلی زیربناهای GaN-on-Si آورده شده است:
1.عدم تطابق قفل
- GaNوآرهدارای ثابت های مختلف شبکه هستند که منجر به عدم تطابق شبکه قابل توجهی (~ 17٪) می شود. این عدم تطابق می تواند باعث نقص هایی مانند انحراف در لایه GaN شود.
- برای کاهش این نقص ها، لایه های بافر اغلب بین GaN و Si برای انتقال تدریجی ثابت شبکه استفاده می شوند.
2.رسانایی حرارتی
- GaNدارای رسانایی حرارتی بالا است، که اجازه می دهد تا انتشار گرما را به طور موثر انجام دهد، و آن را برای برنامه های کاربردی با قدرت بالا مناسب می کند.
- آرههمچنین رسانایی حرارتی خوبی دارد، اما تفاوت در ضریب گسترش حرارتی بین GaN و Si می تواند منجر به استرس و احتمال ترک در لایه GaN در طول خنک شدن شود.
3.هزینه و مقیاس پذیری
- سیلیکونزیربناها به طور قابل توجهی ارزان تر و به طور گسترده تری در دسترس هستند تا جایگزین های دیگر مانند سفیر یا کربید سیلیکون (SiC).
- وافرهای سیلیکونی در اندازه های بزرگتر (تا 12 اینچ) در دسترس هستند، که تولید حجم بالا و هزینه های پایین تر را امکان پذیر می کند.
4.خواص الکتریکی
- GaNدارای یک فاصله باند گسترده (3.4 eV) در مقایسه با سیلیکون (1.1 eV) است که منجر به ولتاژ شکستگی بالا، تحرک الکترون بالا و از دست دادن رسانایی کم می شود.
- این خواص باعث می شود که زیربناهای GaN-on-Si برای فرکانس بالا، قدرت بالا و کاربردهای دمای بالا ایده آل باشند.
5.عملکرد دستگاه
- دستگاه های GaN-on-Si اغلب دارای تحرک الکترونی عالی و سرعت اشباع بالا هستند که منجر به عملکرد برتر در برنامه های RF و مایکروویو می شود.
- GaN-on-Si همچنین در LED ها استفاده می شود، جایی که خواص الکتریکی و حرارتی بستر به کارایی و روشنایی بالا کمک می کند.
6.خواص مکانیکی
- خواص مکانیکی بستر در ساخت دستگاه بسیار مهم است. سیلیکون یک بستر سفت و پایدار را فراهم می کند.اما استرس مکانیکی لایه GaN به دلیل عدم تطابق شبکه و تفاوت های گسترش حرارتی نیاز به مدیریت دقیق دارد.
7.چالش ها
- چالش های اصلی با زیربناهای GaN-on-Si شامل مدیریت عدم تطابق شبکه بالا و عدم تطابق گسترش حرارتی است که می تواند منجر به ترک، خم شدن یا تشکیل نقص در لایه GaN شود.
- تکنیک های پیشرفته مانند لایه های بافر، زیربناهای مهندسی شده و فرآیندهای رشد بهینه شده برای غلبه بر این چالش ها ضروری هستند.
8.درخواست ها
- الکترونیک برق: GaN-on-Si در تبدیل کننده های قدرت با کارایی بالا، اینورترها و تقویت کننده های RF استفاده می شود.
- لامپ های LED: زیربناهای GaN-on-Si به دلیل کارایی و روشنایی خود در LED ها برای روشنایی و نمایش استفاده می شوند.
- دستگاه های RF و مایکروویو: عملکرد فرکانس بالا GaN-on-Si را برای ترانزیستورهای RF و تقویت کننده ها در سیستم های ارتباطات بی سیم ایده آل می کند.
زیربناهای GaN بر روی Si یک راه حل مقرون به صرفه برای ادغام خواص عملکرد بالا GaN با قابلیت تولید در مقیاس بزرگ سیلیکون ارائه می دهند.که آنها را به یک تکنولوژی حیاتی در برنامه های کاربردی الکترونیکی پیشرفته مختلف تبدیل می کند..
| دسته بندی پارامتر | پارامتر | ارزش/مجموعه | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| خواص مادی | فاصله بین GaN | 3.4 eV | نیمه هادی باند گپ وسیع، مناسب برای کاربردهای درجه حرارت بالا، ولتاژ بالا و فرکانس بالا |
| فاصله بین Si | 1.12 eV | سیلیکون به عنوان یک ماده زیربنایی، هزینه های خوبی را ارائه می دهد | |
| رسانایی حرارتی | 130-170 W/m·K | رسانایی حرارتی لایه GaN؛ بستر سیلیکون حدود 149 W/m·K است | |
| تحرک الکترون | 1000-2000 cm2/V·s | تحرک الکترون در لایه GaN، بالاتر از سیلیکون | |
| ثابت دی الکتریک | 9.5 (GaN) ، 11.9 (Si) | ثابت های دی الکتریک GaN و Si | |
| ضریب گسترش حرارتی | 5.6 ppm/°C (GaN) ، 2.6 ppm/°C (Si) | عدم تطابق در ضریب انبساط حرارتی GaN و Si، که احتمالا باعث استرس می شود | |
| ثابت شبکه | 3.189 Å (GaN) ، 5.431 Å (Si) | عدم تطابق ثابت شبکه بین GaN و Si، که به طور بالقوه منجر به انحراف می شود | |
| تراکم انحلال | 108-109 سانتی متر-2 | تراکم انحراف معمولی در لایه GaN، بسته به فرآیند رشد اپیتاکسیال | |
| سختی مکانیکی | 9 موس | سختی مکانیکی GaN، مقاومت در برابر لباس و دوام را فراهم می کند | |
| مشخصات وافره | قطر وافره | 2 اينچ، 4 اينچ، 6 اينچ، 8 اينچ | اندازه های معمول برای GaN بر روی سی سی |
| ضخامت لایه GaN | 1-10 μm | بسته به نیازهای خاص برنامه | |
| ضخامت بستر | 500-725 μm | ضخامت معمولی بستر سیلیکون برای مقاومت مکانیکی | |
| خشکی سطح | < 1 nm RMS | خشکی سطح پس از پولیش، اطمینان از رشد epitaxial با کیفیت بالا | |
| ارتفاع پله | < 2 نانومتر | ارتفاع پله در لایه GaN که بر عملکرد دستگاه تاثیر می گذارد | |
| قوس وافره | < 50 μm | قوس وافر، تاثیر بر سازگاری فرآیند | |
| خواص الکتریکی | غلظت الکترون | 1016-1019 سانتی متر-3 | غلظت دوپینگ نوع n یا p در لایه GaN |
| مقاومت | 10−3-10−2 Ω·cm | مقاومت معمولی لایه GaN | |
| شکستن میدان الکتریکی | 3 MV/cm | قدرت میدان تجزیه بالا در لایه GaN، مناسب برای دستگاه های ولتاژ بالا | |
| خواص نوری | طول موج انتشار | ۳۶۵ تا ۴۰۵ نانومتر (UV/Blue) | طول موج انتشار مواد GaN، مورد استفاده در ال ای دی ها و لیزرها |
| ضریب جذب | ~104 سانتی متر-1 | ضریب جذب GaN در محدوده نور قابل مشاهده | |
| خواص حرارتی | رسانایی حرارتی | 130-170 W/m·K | رسانایی حرارتی لایه GaN؛ بستر سیلیکون حدود 149 W/m·K است |
| ضریب گسترش حرارتی | 5.6 ppm/°C (GaN) ، 2.6 ppm/°C (Si) | عدم تطابق در ضریب انبساط حرارتی GaN و Si، که احتمالا باعث استرس می شود | |
| خواص شیمیایی | ثبات شیمیایی | بالا | GaN مقاومت خوردگی خوبی دارد، مناسب برای محیط های خشن است |
| درمان سطح | بدون گرد و غبار، بدون آلودگی | الزامات تمیز بودن سطح وافره GaN | |
| خواص مکانیکی | سختی مکانیکی | 9 موس | سختی مکانیکی GaN، مقاومت در برابر لباس و دوام را فراهم می کند |
| ماژول یونگ | ۳۵۰ GPa (GaN) ، ۱۳۰ GPa (Si) | ماژول یونگ GaN و Si، که بر خواص مکانیکی دستگاه تاثیر می گذارد | |
| پارامترهای تولید | روش رشد اپیتاکسیال | MOCVD، HVPE، MBE | روش های رایج رشد اپیتاکسیال برای لایه های GaN |
| نرخ بازده | بستگی به کنترل فرآیند و اندازه وافره | بهره برداری تحت تأثیر عواملی مانند تراکم انحلال و کمان وافر است | |
| دمای رشد | 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد | دمای معمول برای رشد اپیتاسیال لایه GaN | |
| نرخ خنک کننده | خنک سازی کنترل شده | سرعت خنک کننده معمولا برای جلوگیری از استرس حرارتی و خم وافره کنترل می شود |
GaN-on-Si زیربنای عکس واقعی
استفاده از GaN-on-Si
زیربناهای GaN-on-Si عمدتا در چندین کاربرد کلیدی استفاده می شوند:
-
الکترونیک برق: GaN-on-Si به طور گسترده ای در ترانزیستورهای قدرت و کنورترها به دلیل کارایی بالا، سرعت سوئیچ سریع و توانایی کار در دمای بالا استفاده می شود، که آن را برای منابع برق ایده آل می کند،وسایل نقلیه الکتریکی، و سیستم های انرژی تجدیدپذیر.
-
دستگاه های RF: زیربناهای GaN-on-Si در تقویت کننده های RF و ترانزیستورهای مایکروویو، به ویژه در ارتباطات 5G و سیستم های رادار، که در آن عملکرد قدرت بالا و فرکانس بسیار مهم است، استفاده می شود.
-
تکنولوژی LED: GaN-on-Si در تولید LED استفاده می شود، به ویژه برای LED های آبی و سفید، ارائه راه حل های تولید مقرون به صرفه و مقیاس پذیر برای روشنایی و نمایش.
-
فتو دتکتورها و سنسورها: GaN-on-Si همچنین در فتودتکتورهای UV و سنسورهای مختلف استفاده می شود، که از فاصله باند گسترده GaN و حساسیت بالا به نور UV بهره مند می شود.
این برنامه ها تنوع و اهمیت زیربناهای GaN-on-Si را در الکترونیک مدرن و اپتو الکترونیک برجسته می کنند.
پرسش و پاسخ
س: چرا از اون استفاده کردي؟
الف:GaN بر روی Si یک راه حل مقرون به صرفه برای الکترونیک با عملکرد بالا را ارائه می دهد که مزایای فاصله باند گسترده GaN، تحرک الکترونی بالا،و رسانایی حرارتی با مقیاس پذیری و مقرون به صرفه بودن زیربناهای سیلیکون. GaN برای فرکانس بالا، ولتاژ بالا و کاربردهای دمای بالا ایده آل است، که آن را انتخاب برتر برای الکترونیک قدرت، دستگاه های RF و LED ها می کند.زیربناهای سیلیکون باعث می شود که اندازه های بزرگتر وافر، کاهش هزینه های تولید و تسهیل یکپارچه سازی با فرآیندهای تولید نیمه هادی موجود.تکنیک های پیشرفته کمک می کند تا این مشکلات را کاهش دهد، باعث می شود که GaN بر روی Si یک گزینه قانع کننده برای برنامه های کاربردی الکترونیکی و اپتو الکترونیک مدرن باشد.
س: گان بر روی سی چیست؟
A: GaN-on-Si به لایه های گالیوم نیترید (GaN) که بر روی زیربنای سیلیکون (Si) رشد می کنند اشاره دارد. GaN یک نیمه هادی با باند گپ گسترده است که به دلیل تحرک الکترونی بالا، رسانایی حرارتی،و توانایی کار در ولتاژ و دمای بالاهنگامی که روی سیلیکون رشد می کند، ویژگی های پیشرفته GaN را با هزینه و مقیاس پذیری سیلیکون ترکیب می کند. این باعث می شود که GaN-on-Si برای برنامه های کاربردی در الکترونیک قدرت ایده آل باشد.دستگاه های RF، ال ای دی ها و سایر دستگاه های الکترونیکی و اپتو الکترونیک با عملکرد بالا.ادغام با سیلیکون اجازه می دهد تا اندازه های بزرگتر و سازگاری با فرآیندهای تولید نیمه هادی موجود، اگرچه چالش هایی مانند عدم تطابق شبکه باید مدیریت شوند.