Epitaxné doštičky z nitridu gália: Úvod do procesu výroby

nitrid gália (GaN)epitaxiálny plátokrast je zložitý proces, ktorý často využíva dvojstupňovú metódu. Táto metóda zahŕňa niekoľko kritických fáz, vrátane vysokoteplotného vypaľovania, rastu vyrovnávacej vrstvy, rekryštalizácie a žíhania. Dôsledným riadením teploty v týchto fázach metóda dvojstupňového rastu účinne zabraňuje deformácii plátku spôsobenému nesúladom mriežky alebo napätím, čo z nej robí prevládajúcu metódu výrobyGaN epitaxné doštičkyglobálne.

1. PochopenieEpitaxné doštičky

Anepitaxiálny plátokpozostáva z monokryštálového substrátu, na ktorom vyrastá nová monokryštálová vrstva. Táto epitaxná vrstva hrá kľúčovú úlohu pri určovaní približne 70 % výkonu konečného zariadenia, čo z nej robí životne dôležitú surovinu pri výrobe polovodičových čipov.

Umiestnené proti prúdu v reťazci polovodičového priemyslu,epitaxné doštičkyslúžia ako základný komponent podporujúci celý priemysel výroby polovodičov. Výrobcovia využívajú pokročilé technológie, ako je chemická depozícia z pár (CVD) a epitaxia molekulárneho lúča (MBE) na nanášanie a rast epitaxnej vrstvy na materiál substrátu. Tieto doštičky sa potom podrobia ďalšiemu spracovaniu prostredníctvom fotolitografie, nanášania tenkých vrstiev a leptania, aby sa z nich stali polovodičové doštičky. Následne tietooblátkysa nakrájajú na jednotlivé matrice, ktoré sa potom zabalia a testujú, aby sa vytvorili konečné integrované obvody (IC). Počas celého procesu výroby čipu je kľúčová neustála interakcia s fázou návrhu čipu, aby sa zabezpečilo, že konečný produkt spĺňa všetky špecifikácie a požiadavky na výkon.

2. Aplikácie GaNEpitaxné doštičky

Vlastné vlastnosti GaN makeGaN epitaxné doštičkyobzvlášť vhodné pre aplikácie vyžadujúce vysoký výkon, vysokú frekvenciu a prevádzku so stredným až nízkym napätím. Niektoré kľúčové oblasti použitia zahŕňajú:

Vysoké prierazné napätie: Široká pásmová medzera GaN umožňuje zariadeniam vydržať vyššie napätie v porovnaní s tradičnými náprotivkami z kremíka alebo arzenidu gália. Vďaka tejto vlastnosti je GaN ideálny pre aplikácie, ako sú základňové stanice 5G a vojenské radarové systémy.

Vysoká účinnosť konverzie: Spínacie zariadenia na báze GaN vykazujú výrazne nižší odpor pri zapnutí v porovnaní s kremíkovými zariadeniami, čo vedie k zníženiu strát pri spínaní a zlepšeniu energetickej účinnosti.

Vysoká tepelná vodivosť: Vynikajúca tepelná vodivosť GaN umožňuje efektívne odvádzanie tepla, vďaka čomu je vhodný pre vysokovýkonné a vysokoteplotné aplikácie.

Vysoká prierazná sila elektrického poľa: Zatiaľ čo sila prierazného elektrického poľa GaN je porovnateľná s karbidom kremíka (SiC), faktory ako spracovanie polovodičov a nesúlad mriežky zvyčajne obmedzujú kapacitu manipulácie s napätím zariadení GaN na približne 1 000 V, s bezpečným prevádzkovým napätím všeobecne pod 650 V.

3. Klasifikácia GaNEpitaxné doštičky

Ako polovodičový materiál tretej generácie ponúka GaN množstvo výhod, vrátane odolnosti voči vysokej teplote, vynikajúcej kompatibility, vysokej tepelnej vodivosti a širokého pásma. To viedlo k jeho širokému prijatiu v rôznych priemyselných odvetviach.GaN epitaxné doštičkymôžu byť kategorizované na základe ich substrátového materiálu: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire a GaN-on-Silicon. Medzi týmitoGaN-on-Silicon doštičkysú v súčasnosti najpoužívanejšie z dôvodu nižších výrobných nákladov a vyspelých výrobných procesov.**