 |
8 اینچ GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate 110 111 110 برای راکتورهای MOCVD یا کاربرد انرژی RF
جزئیات محصول:
| محل منبع: | چین |
| نام تجاری: | ZMSH |
| شماره مدل: | GaN-on-Si |
پرداخت:
| زمان تحویل: | 2-4 هفته |
|---|---|
| شرایط پرداخت: | T/T |
|
اطلاعات تکمیلی |
|||
| سختی مکانیکی: | 9 ماه | مدول یانگ: | 350 GPa (GaN)، 130 GPa (Si) |
|---|---|---|---|
| روش رشد اپیتاکسیال: | MOCVD، HVPE، MBE | دمای رشد: | 1000-1200 درجه سانتیگراد |
| رسانایی حرارتی: | 130-170 W/m·K | طول موج انتشار: | 365-405 نانومتر (UV/آبی) |
| مقاومت: | 10-3-10-2 Ω·cm | غلظت الکترون: | 1016-1019cm-3 |
| برجسته کردن: | 8 اینچ GaN-on-Si Epitaxy si substrate,GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate (گان بر روی سی اپیتاکسی سی),GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate |
||
توضیحات محصول
8 اینچ GaN-on-Si Epitaxy si substrate ((110 111 110) برای راکتورهای MOCVD یا کاربرد انرژی RF
خلاصه ی 8 اینچ گان بر روی سی Epitaxy
فرآیند اپیتکسی 8 اینچی GaN-on-Si شامل رشد یک لایه گالیوم نیترید (GaN) بر روی یک بستر سیلیکون (Si) است که قطر آن 8 اینچ است. این ترکیب از تحرک الکترون بالا GaN استفاده می کند.,رسانایی حرارتی، و خواص باند گپ گسترده با مقیاس پذیری و مقرون به صرفه سیلیکون.که عدم تطابق شبکه و اختلافات گسترش حرارتی بین GaN و Si را مدیریت می کنداین فناوری برای تولید الکترونیک قدرت با کارایی بالا، دستگاه های RF و LED ها حیاتی است.ارائه تعادل بین عملکرد و هزینه، و به طور فزاینده ای در تولید نیمه هادی در مقیاس بزرگ به دلیل سازگاری آن با فرآیندهای سیلیکون موجود استفاده می شود.
خواص 8 اينچ GaN-on-Si Epitaxy
خواص مادی
-
فاصله گسترده: GaN یک نیمه هادی با باند گپ گسترده با انرژی باند گپ 3.4 eV است. این خاصیت اجازه می دهد دستگاه های مبتنی بر GaN در ولتاژ های بالاتر، دما،و فرکانس ها در مقایسه با دستگاه های سنتی مبتنی بر سیلیکونفاصله باند گسترده همچنین منجر به ولتاژ های شکست بالاتر می شود، که GaN-on-Si را برای برنامه های کاربردی با قدرت بالا ایده آل می کند.
-
تحرک الکترون بالا و سرعت اشباع: GaN دارای تحرک الکترونی بالا (معمولاً حدود 2000 cm2/Vs) و سرعت اشباع بالا (~ 2.5 x 107 cm/s) است. این خواص سرعت سوئیچ سریع و عملکرد فرکانس بالا را امکان پذیر می کند.که برای دستگاه های RF و ترانزیستورهای قدرت بسیار مهم هستند.
-
رسانایی حرارتی بالا: GaN در مقایسه با سیلیکون هدایت حرارتی بهتری دارد که به از بین رفتن گرما موثر کمک می کند.این امر به ویژه در دستگاه های با قدرت بالا که مدیریت حرارتی برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه ضروری است، مهم است..
-
میدان الکتریکی بحرانی بالا: میدان الکتریکی بحرانی GaN حدود 3.3 MV / cm است، که به طور قابل توجهی بالاتر از سیلیکون است. این امر به دستگاه های GaN اجازه می دهد تا بدون شکستن میدان های الکتریکی بالاتر را اداره کنند.کمک به بهره وری بیشتر و چگالی قدرت در الکترونیک قدرت.
خواص ساختاری و مکانیکی
-
عدم تطابق و تنش شبکه: یکی از چالش ها در اپیتاکسی GaN-on-Si عدم تطابق شبکه ای قابل توجهی بین GaN و Si (حدود 17٪) است. این عدم تطابق باعث فشار در لایه های اپیتاکسیال می شود.که می تواند منجر به انحراف و نقص شود.با این حال، پیشرفت در تکنیک های رشد epitaxial، مانند استفاده از لایه های بافر و استراتژی های مدیریت تنش، این مشکلات را کاهش داده است.اجازه تولید وافل های با کیفیت بالا از GaN بر روی Si.
-
خم کردن و خم کردن وافره: با توجه به تفاوت ضریب گسترش حرارتی بین GaN و Si، استرس حرارتی می تواند باعث خم شدن و یا انحراف وافره در طول فرآیند رشد اپیتاکسیال شود.این تغییر شکل مکانیکی می تواند بر مراحل ساخت بعدی دستگاه تأثیر بگذاردکنترل شرایط رشد و بهینه سازی لایه های بافر برای به حداقل رساندن این اثرات و اطمینان از صاف بودن وافرها بسیار مهم است.
خواص الکتریکی و عملکرد
-
ولتاژ قطع بالا: ترکیبی از فاصله باند وسیع GaN و میدان الکتریکی بحرانی بالا منجر به دستگاه هایی با ولتاژ های بزرگ شکستن می شود. این ویژگی برای دستگاه های قدرت بسیار مهم است،این امکان را به آنها می دهد تا ولتاژ و جریان های بالاتر را با کارایی و قابلیت اطمینان بیشتر اداره کنند.
-
مقاومت کم: دستگاه های GaN-on-Si معمولاً در مقایسه با همتایان مبتنی بر سیلیکون مقاومت کمتری دارند. این کاهش مقاومت منجر به کاهش زیان قدرت و بهره وری بیشتر می شود.به خصوص در کاربردهای تغییر قدرت.
-
کارایی و تراکم برق: تکنولوژی GaN-on-Si اجازه می دهد تا دستگاه هایی با چگالی و کارایی بالاتر تولید شود. این امر به ویژه در الکترونیک قدرت مفید است.جایی که کاهش اندازه و بهبود عملکرد چالش های مداوم است.
هزینه و مقیاس پذیری
یکی از مزایای اصلی استفاده از یک زیربنای سیلیکونی 8 اینچی برای اپیتاکسی GaN مقیاس پذیری و کاهش هزینه است.زیربناهای سیلیکون به طور گسترده در دسترس هستند و ارزان تر از زیربناهای دیگر مانند زپیر یا کربید سیلیکون (SiC) هستندتوانایی استفاده از وافرهای بزرگتر 8 اینچی همچنین به این معنی است که دستگاه های بیشتری می توانند در هر وافر تولید شوند، که منجر به اقتصاد مقیاس و کاهش هزینه های تولید می شود.
| 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 |
کاربردهای 8 اینچ GaN-on-Si Epitaxy
8-اینچ GaN-on-Si (نیترید گالیوم بر روی سیلیکون) epitaxy یک فناوری تحول است که پیشرفت های قابل توجهی را در برنامه های کاربردی مختلف با عملکرد بالا امکان پذیر کرده است.ادغام GaN در زیربناهای سیلیکون، خواص برتر GaN را با هزینه و مقیاس پذیری سیلیکون ترکیب می کنددر اینجا کاربردهای اصلی اپیتاکسی 8 اینچی GaN-on-Si وجود دارد:
1.الکترونیک برق
-
ترانزیستورهای قدرت: GaN-on-Si به طور فزاینده ای در ترانزیستورهای قدرت مانند ترانزیستورهای تحرک الکترون بالا (HEMT) و ترانزیستورهای اثر میدان نیمه هادی اکسید فلز (MOSFET) استفاده می شود.این ترانزیستورها از تحرک الکترون بالا GaN بهره مند می شوند، ولتاژ وقفه بالا و مقاومت پایین، آنها را برای تبدیل انرژی کارآمد در برنامه هایی مانند مراکز داده، وسایل نقلیه الکتریکی (EV) و سیستم های انرژی تجدید پذیر ایده آل می کند.
-
تبدیل کننده های قدرت: عملکرد برتر GaN-on-Si در سوئیچینگ فرکانس بالا امکان توسعه تبدیل کننده های قدرت فشرده و کارآمد را فراهم می کند.این کنورترها در کاربردهایی که از آداپتورهای AC/DC و شارژرها گرفته تا منابع برق صنعتی و اینورترهای خورشیدی ضروری هستند.
-
اینورترهای انرژی تجدید پذیر: اینورترهای GaN-on-Si در سیستم های انرژی خورشیدی و توربین های بادی استفاده می شوند.توانایی آنها برای کار در فرکانس ها و ولتاژ های بالاتر در حالی که به حداقل رساندن تلفات انرژی منجر به تولید انرژی تجدید پذیر کارآمدتر و قابل اعتمادتر می شود.
2.برنامه های کاربردی فرکانس رادیویی (RF)
-
تقویت کننده های قدرت RF: GaN-on-Si به دلیل توانایی آن در کار در فرکانس های بالا با بهره وری بالا در تقویت کننده های قدرت RF به طور گسترده ای استفاده می شود. این تقویت کننده ها برای زیرساخت های مخابراتی بسیار مهم هستند.از جمله ایستگاه های پایه 5G، ارتباطات ماهواره ای و سیستم های رادار.
-
تقویت کننده های کم سر و صدا (LNA): در برنامه های RF، LNA های مبتنی بر GaN-on-Si برای تقویت سیگنال های ضعیف بدون اضافه کردن سر و صدا قابل توجهی استفاده می شوند، حساسیت و عملکرد سیستم های ارتباطی را بهبود می بخشند.
-
رادار و سیستم های دفاعی: چگالی و کارایی بالا GaN-on-Si آن را برای رادار و برنامه های دفاعی مناسب می کند، جایی که عملکرد بالا و عملکرد قابل اعتماد بسیار مهم است.
3.اپتو الکترونیک
-
دیودهای تابش نور (LED): تکنولوژی GaN-on-Si در تولید LED استفاده می شود، به ویژه برای نورپردازی عمومی و فناوری نمایش.مقیاس پذیری وافرهای 8 اینچی اجازه می دهد تا تولید مقرون به صرفه از LEDهای درخشان استفاده شود که در کاربردهای مختلف مصرف کننده و صنعتی استفاده می شود.
-
دیود های لیزر: GaN-on-Si همچنین در توسعه دیود های لیزری استفاده می شود که در ذخیره سازی نوری، ارتباطات و دستگاه های پزشکی استفاده می شود.ترکیب کارایی بالا GaN و مقیاس پذیری سیلیکون باعث می شود که این دستگاه ها در دسترس و مقرون به صرفه تر باشند.
4.وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و خودرو
-
شارژر و اینورترهای داخل هواپیما: دستگاه های GaN-on-Si بخشی جدایی ناپذیر از شارژر های داخلی و اینورترهای مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی هستند. این قطعات از کارایی بالا و اندازه فشرده GaN بهره مند می شوند.کمک به فاصله رانندگی طولانی تر و زمان شارژ سریعتر.
-
سیستم های پیشرفته کمک به راننده (ADAS): عملکرد فرکانس بالا و کارایی GaN-on-Si در ADAS ارزشمند است، که به فناوری های رادار و LiDAR برای ارائه داده های زمان واقعی برای رانندگی ایمن تر تکیه می کنند.
5.مراکز داده و سرورها
-
واحدهای برق (PSU): تکنولوژی GaN-on-Si در PSU های مراکز داده و سرورها استفاده می شود و در مقایسه با منابع برق سنتی مبتنی بر سیلیکون، بهره وری بالاتر و تولید گرما را کاهش می دهد.این منجر به کاهش هزینه های خنک کننده و بهبود بهره وری انرژی کلی می شود.
-
مدیریت انرژی با کارایی بالا: اندازه فشرده و کارایی دستگاه های GaN-on-Si آنها را برای سیستم های پیشرفته مدیریت انرژی در مراکز داده که در آن کارایی انرژی و قابلیت اطمینان بسیار مهم است، ایده آل می کند.
6.الکترونیک مصرفی
-
شارژر های سریع: GaN-on-Si به طور فزاینده ای در شارژرهای سریع برای تلفن های هوشمند، لپ تاپ ها و سایر دستگاه های قابل حمل استفاده می شود. این فناوری شارژرهای کوچکتر و سبک تر را که می توانند قدرت بالایی را به طور کارآمد ارائه دهند، امکان پذیر می کند.کاهش زمان شارژ.
-
آداپتورهای برق: اندازه فشرده و کارایی بالا آداپتورهای قدرت مبتنی بر GaN بر روی Si آنها را به یک انتخاب ترجیح داده شده برای الکترونیک مصرفی تبدیل می کند، که منجر به راه حل های شارژ قابل حمل و انرژی کارآمد می شود.
7.مخابرات
-
ایستگاه های پایه: GaN-on-Si برای تقویت کننده های قدرت مورد استفاده در ایستگاه های پایه 5G حیاتی است. این فناوری از فرکانس های بالاتر و بهره وری بیشتر پشتیبانی می کند.امکان استفاده از شبکه های ارتباطی سریعتر و قابل اطمینان تر.
-
ارتباطات ماهواره ای: قابلیت های قدرت بالا و فرکانس دستگاه های GaN-on-Si نیز در سیستم های ارتباطات ماهواره ای مفید است، تقویت قدرت سیگنال و سرعت انتقال داده را بهبود می بخشد.
نتیجه گیری
کاربردهای اپیتاکسی 8 اینچی GaN-on-Si در طیف گسترده ای از صنایع از الکترونیک قدرت و مخابرات تا سیستم های اپتو الکترونیک و خودرو گسترش می یابد.توانایی آن برای ترکیب عملکرد بالا با تولید مقرون به صرفه باعث می شود که یک عامل کلیدی برای فناوری های نسل بعدی باشد.، نوآوری در بخش های مختلف با تقاضای بالا را تحریک می کند.
عکس 8 اينچ گان بر روي سي Epitaxy
پرسش و پاسخ
س: مزایایایی که گالیوم نیترید نسبت به سیلیکون دارد چیست؟
الف:نترید گالیوم (GaN) به دلیل فاصله باند گسترده ، تحرک الکترون بالاتر و رسانایی حرارتی بهتر ، مزایای قابل توجهی نسبت به سیلیکون (Si) ارائه می دهد.این خواص دستگاه های GaN را قادر می سازد تا در ولتاژ های بالاتر کار کنند، دماها و فرکانس ها با کارایی بیشتر و سرعت سوئیچ سریعتر. GaN همچنین ولتاژ شکستن بالاتر، مقاومت پایین تر دارد و می تواند چگالی های قدرت بالاتر را اداره کند.که آن را برای الکترونیک قدرت ایده آل می کند، برنامه های کاربردی RF و عملیات فرکانس بالا، که در آن فشرده سازی، کارایی و مدیریت حرارتی بسیار مهم است.